Alkali niyobat piezoseramik tozların yüzey ve kolloid kimyasının incelenmesi

Abstract

Bu çalışmada kurşunsuz, çevreye dost alkali niyobat piezoseramik sistem grubundan potasyum niyobat (KNbO₃ - KN), sodyum niyobat (NaNbO₃ - NN) ve bu iki bileşenin x = 0,5 oranındaki morfotropik faz sınırına (MPB) sahip katı çözeltisi potasyum sodyum niyobat (KxNa1-xNbO₃ - KNN) tozlarının sulu ortamdaki kararlılıkları yaşlandırma süresi, ortamın pH'ı, kompozisyonel farklılık ve tane boyutu parametreleriyle incelenmiştir. Her üç sistemde de zamana bağlı pH değişimleri, sistemin H⁺ ya da OH⁻ iyonlarının reaksiyona bağlı olarak harcandığı ya da üretildiği yargısına varılmıştır. Genel profilde, ICP sonuçlarına göre ABO₃ perovskit yapısına sahip tozlarda belirlenmiş pH ve süre parametrelerinde A pozisyonundaki katyonlardan iyonik potansiyeli düşük olan potasyum, sodyumdan daha fazla çözünmeye uğramıştır. İyonik potansiyeli en yüksek olan B pozisyonundaki, niyobyum için ise diğer katyonlara oranla daha az çözünme görülmüştür. Elde edilen bilgiler ile, KNN sistemi için çözünme mekanizmaları tartışılmıştır. Doğrusal regresyon yöntemi ve partikül yüzey alanı üzerinden normalizasyon metodları ile sistemin difüzyon kontrollü eş olmayan çözünmeye uğradığını sonucuna varılmıştır. Ayrıca, partikül yüzeyindeki reaktif tabaka kalınlığının deneysel verilerle hesaplanmış ve bu değerin geçirimli elektron mikroskobu görüntüsündeki yüzey amorf tabaka kalınlığı ile karşılaştırılmıştır. Yapılan değerlendirmede hesaplanan ve gözlenen reaktif tabaka kalınlıkları birbirlerine yakın sonuçlar vermiştir.