Please use this identifier to cite or link to this item: http://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/45946
Full metadata record
DC FieldValueLanguage
dc.contributor.advisorกอบวุฒิ รุจิจนากุล-
dc.contributor.advisorกมลพรรณ เพ็งพัด-
dc.contributor.advisorสุขุม อิสเสงี่ยม-
dc.contributor.authorKachaporn Sanjoomen_US
dc.contributor.authorคชาภรณ์ แสนจุ้มen_US
dc.date.accessioned2018-03-27T02:50:06Z-
dc.date.available2018-03-27T02:50:06Z-
dc.date.issued2014-09-
dc.identifier.urihttp://cmuir.cmu.ac.th/jspui/handle/6653943832/45946-
dc.description.abstractIn this research project, properties of some perovskite oxide based ceramics were investigated. The modified strontium iron niobate and bismuth ferrite ceramics, which were prepared by a solid-state, were selected for the studies. The project can be dividing into five parts. For the first part of the work, the effects Ho2O3 on the properties of SFN (Sr(Fe1-xHox)0.5Nb0.5O3) ceramics synthesized via a solid state reaction technique were investigated. The undoped ceramic showed an orthorhombic phase, but it transformed to a pseudo cubic phase for higher Ho concentrations. A low solubility limit of Ho in SFN caused a formation of second phase for the x=0.15 ceramic. Dielectric behavior of undoped ceramic exhibited high dielectric constant over a wide temperature range. However, the doping shifted this region to a higher temperature. The doping also shifted the peak of dielectric loss to a higher temperature. Activation energy of dielectric relaxation increased with increasing Ho concentration. In addition, complex impedance analysis was applied to determine the behaviors of grain boundary and grain after doping. The second part of the work was to study the processing parameters that affected on the properties of BiFeO3. The BiFeO3 was prepared by a mixed oxide, solid-state reaction method. Excess Bi2O3 (1-7 wt.%) was introduced prior to powder calcination to compensate for any Bi2O3 that may have been lost from the samples due to volatilization during heat treatments. Various heating rates (1-10C/min) were performed at the calcination state. X-ray diffraction analysis revealed that pure phase BFO was observed for the samples calcined at a low heating rate (1C/min) and contained lower amount of Bi2O3.The higher levels of excess Bi2O3 produced an increased in dielectric constant and dielectric loss. Further, ferroelectric behavior was improved for higher amount Bi2O3 contented samples. For the third part, properties of the pure and modified BiFeO3 (BFO) ceramics (BFO doped with Sb) were determined. Phase formation, microstructure, and dielectric properties were investigated. The samples showed a main phase of rhombohedral BFO. The additive inhibited grain growth, with average grain size decreasing from ~14 µm for pure BFO to 3µm for the modified BFO samples .The dielectric constant of the modified samples tended to improve with the additive. This improvement can be related a conduction mechanism in the studied samples For the fourth part, properties of Ga doped BaFe0.5Nb0.5O3 (Ba(Fe1-xGax)0.5Nb0.5O3) ceramics were investigated. All ceramics showed perovskite structure with cubic symmetry and the solubility of Ga in BFN ceramics had a limit at x = 0.2. Examination of the dielectric spectra indicated that all ceramic samples presented high dielectric constants which were frequency dependent. The x=0.2 ceramic showed a very high dielectric constant (r>240,000 at 1 kHz) while the x=0.4 sample exhibited high thermal stability of dielectric constant with low loss tangent from room temperature to 100oC with r>28,000 (at 1 kHz) when compared to other samples. By using a complex impedance analysis technique, bulk grain, grain boundary, and electrode response were found to affect the dielectric behaviour which could be related to the Maxwell–Wagner polarization mechanism For the final part of the present work strontium iron niobate Sr(Fe0.5Nb0.5)O3 doped with BFO ceramics were synthesized via a solid state reaction technique. Properties of the ceramics were determined. All ceramic showed perovskite structure with an orthorhombic phase. Examination of the dielectric spectra indicated that all ceramic samples presented high dielectric constants which were frequency dependent. The x=0.050 ceramic showed a very high dielectric constant (r>40,680 at 1 kHz). By using a complex impedance analysis technique, bulk grain, grain boundary, and electrode response were found to affect the dielectric behaviour which could be related to the Maxwell–Wagner polarization mechanism. Further, ferroelectric behavior was improved for higher amount BFO contented samplesen_US
dc.language.isoenen_US
dc.publisherเชียงใหม่ : บัณฑิตวิทยาลัย มหาวิทยาลัยเชียงใหม่en_US
dc.subjectElectricityen_US
dc.subjectOxidesen_US
dc.titleElectrical Properties of Sr(Fe0.5Nb0.5)O3 and BiFeO3 Doped with Holmium Oxide and Antimony Oxideen_US
dc.title.alternativeสมบัติทางไฟฟ้าของ Sr(Fe0.5Nb0.5)O3 และ BiFeO3 ที่เจือด้วยโฮลเมียมออกไซด์และแอนติโมนีออกไซด์en_US
dc.typeThesis
thailis.classification.ddc621-
thailis.controlvocab.thashOxides-
thailis.controlvocab.thashElectricity-
thailis.manuscript.callnumberTh 621 K11E-
thesis.degreedoctoralen_US
thesis.description.thaiAbstractในงานวิจัยนี้ได้ทำการตรวจสอบสมบัติของเซรามิกเพอรอพสไกด์โดยทำการปรับปรุงเซรามิก สทรอนเซียมไอรอนไนโอเบต (Sr(Fe0.5Nb0.5)O3: SFN) และเซรามิกบิสมัทเฟอร์ไรต์ (BiFeO3: BFO) ซึ่งได้ทำการเตรียมด้วยวิธีสถานะของแข็งและทำการเจือสารบางสารเข้าไป เพื่อศึกษา สำหรับในส่วนงานแรกนั้นได้ทำการเจือโฮลเมียมออกไซด์ (Ho2O3) ลงไปใน สทรอนเซียมไอรอนไนโอเบต พบว่าเซรามิก SFN ที่บริสุทธิ์แสดงโครงสร้างเฟสออร์โธรอมบิกและเกิดการเปลี่ยนเฟสไปเป็นซูโดคิวบิกเมื่อปริมาณความเข้มข้นของการเจือ Ho2O3 มากขึ้น ความสามารถในการละลายของ Ho2O3 ในเซรามิก SFN ถูกจำกัด จึงเป็นสาเหตุทำให้เกิดเฟสไม่บริสุทธิ์ขึ้นเมื่อเจือ Ho2O3 ที่ x=0.15 สมบัติทางไดอิเล็ก ทริกของเซรามิก SFN บริสุทธิ์นั้นพบว่าแสดงค่าคงที่ไดอิเล็กทริกที่สูงในช่วงอุณหภูมิที่กว้าง อย่างไรก็ตามยังพบว่าเซรามิกที่ได้เจือสาร Ho2O3 มีการเลื่อนบริเวณไปที่อุณหภูมิสูงขึ้น ซึ่งค่าการสูญเสียทางไดอิเล็กทริกของเซรามิกที่เจือสาร Ho2O3 ก็มีการเลื่อนไปที่อุณหภูมิสูงขึ้น พลังงานกระตุ้นของรีแลกเซชั่นไดอิเล็กทริกเพิ่มขึ้นเมื่อปริมาณความเข้มข้นของ Ho2O3 เพิ่มขึ้น นอกจากนั้นยังได้วิเคราะห์คอมเพล็กซ์อิมพิแดนซ์เพื่อนำมาอธิบายพฤติกรรมของเกรนและขอบเกรนเมื่อได้ทำการเจือสารเข้าไป ต่อมาได้ศึกษาเซรามิกเพอรอพสไกด์อีกตัวที่เป็นที่สนใจคือ บิสมัทเฟอร์ไรต์ ซึ่งเซรามิกบิสมัทเฟอร์ไรด์ถูกเตรียมด้วยวิธีมิกซ์ออกไซด์แบบดั้งเดิม การเติมบิสมัทออกไซด์ (ร้อยละโดยน้ำหนัก 1-7) ได้มีการเติมก่อนที่จะมีการเผาแคลไซด์เพื่อชดเชยบิสมัทออกไซด์ที่มีการระเหยหายไปจากตัวอย่างที่เกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการให้ความร้อน และได้ให้อัตราการให้ความร้อน (1-10◦C/นาที) ในขั้นตอนการเผาแคลไซน์ ทำการวิเคราะห์โครงสร้างเฟสด้วยเทคนิคการเลี้ยวเบนของรังสีเอ็กซ์แสดงให้เห็นว่าบิสมัทเฟอร์ไรด์ที่มีเฟสที่บริสุทธิ์ถูกพบที่ตัวอย่างที่ถูกแคลไซน์ที่อัตราการให้ความร้อนต่ำ (1◦C/นาที) และการเพิ่มบิสมัทออกไซด์ในปริมาณที่น้อย การเพิ่มบิสมัทออกไซด์ในปริมาณมาก ส่งผลต่อการเพิ่มขึ้นของค่าคงที่ไดอิเล็กทริกและค่าการสูญเสียทางไดอิเล็กทริก มากไปกว่านั้นพฤติกรรมทางเฟอร์โรอิเล็กทริกได้ถูกปรับปรุงสำหรับตัวอย่างที่มีการเพิ่มบิสมัทออกไซด์ในปริมาณมาก ส่วนงานที่สองได้ศึกษาเซรามิกบิสมัทออกไซด์และเซรามิกบิสมัทออกไซด์ที่ถูกดัดแปลง (บิสมัทเฟอร์ไรด์ที่เจือด้วยแอนติโมนี) ที่ถูกเตรียมด้วยวิธีปฏิกิริยาสถานะของแข็ง การเปลี่ยนแปลงเฟส โครงสร้างทางจุลภาค และสมบัติทางไดอิเล็กทริกได้ถูกตรวจสอบ เซรามิกทั้งหมดแสดงเฟสหลักของบิสมัทเฟอร์ไรด์ด้วยสมมาตรแบบรอมโบฮีดรอล พบว่าการเติมแอนติโมนีทำให้เกิดการขัดขวางการเจริญเติบโตของเกรน ขนาดเกรนเฉลี่ยลดลงจาก 14 ไมโครเมตร สำหรับบิสมัทเฟอร์ไรบริสุทธิ์ ไปเป็น 3 ไมโครเมตร สำหรับเซรามิกบิสมัทเฟอร์ไรที่ถูกดัดแปลง ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกของเซรามิกบิสมัทเฟอร์ไรด์ที่ถูกดัดแปลงมีแนวโน้มที่เพิ่มขึ้นตามการเพิ่มขึ้นของการเติมแอนติโมนี ซึ่งการเพิ่มขึ้นนี้สัมพันธ์กับกลไกการนำไฟฟ้าของเซรามิกที่ถูกศึกษา สำหรับงานที่สี่ได้ทำการเตรียมเซรามิกแบเรียมไอรอนไนโอเบตที่เจือด้วยแกลเลียมออกไซด์ พบว่าเซรามิกแสดงโครงสร้างเป็นแบบคิวบิกเพอรอพสไกด์ และปริมาณการเจือแกลเลียมออกไซด์ได้มากสุดอยู่ที่ x=0.2 จากนั้นตรวจสอบสมบัติทางไดอิเล็กทริกพบว่าเซรามิกแสดงค่าคงที่ไดอิเล็กทริกสูงเมื่อเทียบกับความถี่ เซรามิกที่เจือแกลเลียมออกไซด์ที่ x=0.2 ให้ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกมากกว่า 240,000 ที่ความถี่เท่ากับ 1 กิโลเฮิรตซ์ ขณะที่เซรามิกที่เจือแกลเลียมออกไซด์ที่ x=0.4 นั้นแสดงค่าคงที่ไดอิเล็กทริกและค่าการสูญเสียทางไดอิเล็กทริกที่มีความเสถียรต่ออุณหภูมิ จากอุณหภูมิห้อง ถึง 100 oC ซึ่งให้ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกมากกว่า 20,000 (ความถี่ 1 กิโลเฮิรตซ์) เมื่อเทียบกับตัวอื่น และวิเคราะห์ผลของเกรน ขอบเกรน รวมถึงอิเล็กโทรด ที่มีผลต่อพฤติกรรมทางไดอิเล็กทริกซึ่งสัมพันธ์ถึงกลไลของแม๊กเวล-วากเนอร์ โพลาไรเซชั่น โดยใช้เทคนิคคอมเพล็กซ์ อิมพิแดนซ์ ส่วนงานสุดท้ายได้ทำการเจือสารบิสมัทเฟอร์ไรต์ลงไปในเซรามิกสทรอนเซียมไอรอนไนโอเบตและเตรียมด้วยวิธีการเตรียมแบบสถานะของแข็ง พบว่าเซรามิกทั้งหมดแสดงโครงสร้างเฟสเพอรอพสไกด์แบบออร์โธรอมบิก นำเซรามิกมาตรวจสอบค่าคงที่ไดอิเล็กทริกพบว่าแสดงค่าคงที่ไดอิเล็กทริกที่สูงทั้งหมดเมื่อเทียบกับความถี่ สำหรับเซรามิก SFN ที่เจือด้วย BFO ที่ x=0.050 แสดงค่าคงที่ไดอิเล็กทริกที่สูงมาก (ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกมากกว่า 40,680 ที่ความถี่ 1 kHz) ได้วิเคราะห์ลักษณะเกรนและขอบเกรน รวมทั้งอิเล็กโทรดด้วยเทคนิคคอมเพล็กซ์อิมพิแดนซ์ พบว่าสิ่งเหล่านี้มีผลต่อพฤติกรรมของไดอิเล็กทริก ซึ่งสัมพันธ์กับกลไลของแม๊กเวล-วากเนอร์ โพลาไรเซชั่น นอกจากนี้พฤติกรรมทางเฟอร์โรอิเล็กทริกก็มีการปรับปรุงขึ้นสำหรับเซรามิกที่มีการเจือ BFO ในปริมาณที่มากขึ้นen_US
Appears in Collections:SCIENCE: Theses

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
ABSTRACT.pdf ABSTRACT345.56 kBAdobe PDFView/Open    Request a copy
APPENDIX.pdfAPPENDIX273.02 kBAdobe PDFView/Open    Request a copy
CHAPTER 1.pdfCHAPTER 1236.68 kBAdobe PDFView/Open    Request a copy
CHAPTER 2.pdf CHAPTER 21.21 MBAdobe PDFView/Open    Request a copy
CHAPTER 3.pdfCHAPTER 3630.9 kBAdobe PDFView/Open    Request a copy
CHAPTER 4.pdfCHAPTER 42.84 MBAdobe PDFView/Open    Request a copy
CHAPTER 5.pdf CHAPTER 51.34 MBAdobe PDFView/Open    Request a copy
CHAPTER 6.pdfCHAPTER 61.38 MBAdobe PDFView/Open    Request a copy
CHAPTER 7.pdfCHAPTER 72.35 MBAdobe PDFView/Open    Request a copy
CHAPTER 8.pdf CHAPTER 81.42 MBAdobe PDFView/Open    Request a copy
CHAPTER 9.pdfCHAPTER 9155.29 kBAdobe PDFView/Open    Request a copy
CONTENT.pdfCONTENT435.33 kBAdobe PDFView/Open    Request a copy
COVER.pdf COVER990.07 kBAdobe PDFView/Open    Request a copy


Items in CMUIR are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.