Podrobno

Tanke plasti na osnovi barijevega titanata, pripravljene s sintezo v raztopini
ID Birmančević, Dean (Avtor), ID Marinšek, Marjan (Mentor) Več o mentorju... Povezava se odpre v novem oknu

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (944,76 KB)
MD5: A0199F477CA968B68BEBB69D152BA308

Izvleček
V okviru diplomskega dela sem raziskal pripravo tankih plasti na osnovi barijevega titanata, in sicer trdnih raztopin (Ba(Zr$_{0,2}$Ti$_{0,8}$)O$_3$, BZT) in ((Ba$_{0,7}$Ca$_{0,3}$)TiO$_3$, BCT) s sintezo v raztopini (Chemical Solution Deposition, CSD). BZT in BCT sta mejni sestavi keramike BZT-BCT, ki predstavlja okolju prijazno nadomestilo komercialno najbolj razširjeni svinčevi piezoelektrični keramiki. Raztopini prekurzorjev BZT in BCT s koncentracijo 0,1 M sem pripravil z mešanjem raztopin zemljoalkalijskih acetatov v topilu etilen glikol ((CH$_2$OH)$_2$, EG) in butoksidov kovin prehoda v topilu etanol (C$_2$H$_5$OH) v ustreznem stehiometrijskem razmerju pri sobni temperaturi. Tanke plasti BZT in BCT sem pripravil z desetkratnim nanašanjem raztopin na podlage platiniziranega silicija z metodo vrtenja in toplotno obdelavo po vsakem nanosu, ki vključuje stopnje sušenja pri 250 °C, pirolize pri 350 °C in kristalizacije v peči za hitro žganje pri 850 °C. Termična razpada kserogelov BZT in BCT, pripravljenih s sušenjem raztopin prekurzorjev pri 200 °C, sem spremljal s termično analizo. V obeh primerih pride do eksotermnega razpada organskih skupin med približno 300 °C in 450 °C, ki mu sledi razpad preostalih funkcionalnih skupin. Termični razpad BZT se zaključi pri približno 720 °C, pri BCT pa pri približno 60 °C višji temperaturi. Poleg tega sem termični razpad plasti, pripravljenih z enim nanosom raztopine prekurzorja na podlago platiniziranega silicija, spremljal z infrardečo spektroskopijo s Fourierjevo transformacijo. Prisotnost karboksilnih skupin sem zaznal v plasteh, segretih do približno 500 °C, medtem ko so bile karbonatne skupine prisotne v plasti BZT po segrevanju do 650 °C, v plasti BCT pa do 700 °C. Po segrevanju do 700 °C (BZT) oziroma 750 °C (BCT) so bili v spektrih prisotni samo karakteristični trakovi vezi kovina-kisik. Plasti BZT in BCT, pripravljene z desetkratnim nanosom raztopine na podlago in hitrim žganjem pri 850 °C, kristalizirajo v perovskitni fazi. Z vrstično elektronsko mikroskopijo (SEM) smo analizirali mikrostrukturo tankih plasti BZT in BCT. Na površini opazimo nekaj 10 nm velika zrna, debelina plasti je okrog 120 nm.

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:tanke plasti, Ba(Zr0, 2Ti0, 8)O3, (Ba0, 7Ca0, 3)TiO3, sinteza v raztopini, kristalizacija
Vrsta gradiva:Diplomsko delo/naloga
Tipologija:2.11 - Diplomsko delo
Organizacija:FKKT - Fakulteta za kemijo in kemijsko tehnologijo
Leto izida:2025
PID:20.500.12556/RUL-171188 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:246332419 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:18.08.2025
Število ogledov:203
Število prenosov:32
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Sekundarni jezik

Jezik:Angleški jezik
Naslov:Barium Titanate Based Thin Films Prepared by Chemical Solution Deposition
Izvleček:
In the frame of my diploma work, I studied Chemical Solution Deposition (CSD) of barium titanate-based thin films, namely (Ba(Zr$_{0,2}$Ti$_{0,8}$)O$_3$, BZT) and ((Ba$_{0,7}$Ca$_{0,3}$)TiO$_3$, BCT) solid solutions. BZT and BCT are the end-members of BZT-BCT ceramic, which is one of the environment-friendly alternatives to the commercially most widespread lead-based piezolectric ceramics. The BZT and BCT precursor solutions with the 0.1 M concentration were prepared by mixing the solutions of alkaline-earth acetates in ethyleneglycol and transition-metal butoxides in ethanol in stoichiometric ratios at room temperature. BZT and BCT thin films on platinised silicon substrates were prepared by repeating ten times the deposition by spin-coating, drying at 250 °C, pyrolysis at 350 °C and rapid thermal annealing at 850 °C. Thermal decompositions of BZT and BCT xerogels obtained by drying the precursor solutions at 200 °C were followed by thermal analysis. In both cases, the organic groups mainly decomposed between 300 °C and 450 °C, while the carbonaceous residues remained upon heating to 720 °C for BZT and to about 780 °C for BCT. Thermal decomposition of the layers deposited on platinised silicon substrates was followed by Fourier transform infrared spectroscopy. Bands of carboxylic groups were detected in the layers heated to about 500 °C, and carbonate groups to about 650 °C (BZT) or 700 °C (BCT). Metal-oxygen bands could be detected in the spectra of the samples heated to 700 °C (BZT) or 750 °C (BCT). BZT and BCT thin films, prepared by multistep annealing at 850 °C crystallise in the perovskite phase. The surface microstructure, analysed by scanning electron microscopy, consists of grains of a few 10 nm across. The film thickness is about 120 nm.

Ključne besede:thin films, Ba(Zr0.2Ti0.8)O3, (Ba0.7Ca0.3)TiO3, chemical solution deposition, crystallization

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj