सोडियम बिस्मथ टाइटेनेट की संवेदनशीलता को एक अपघाती वातावरण में दोष रसायन विज्ञान इंजीनियरिंग द्वारा पार करना

हाल ही में विना लेड बहुकाय वस्त्र चालकों और कैपेसिटर्स की मांग में वृद्धि हुई है। एक केंद्रीय चिंता उत्पादन लागत को नियंत्रित करने की रही है, जो मुख्य रूप से कीमती धातु इलेक्ट्रोड जैसे Pt, Pd, और Ag के आंतरिक इलेक्ट्रोड सामग्री के उपयोग के कारण है। इस चुनौती का समाधान करने के लिए, Cu और Ni जैसे बेस धातु इलेक्ट्रोड का समावेश एक वांछनीय विकल्प के रूप में उभरा है। इन इलेक्ट्रोड सामग्री का सफलतापूर्वक उपयोग करने के लिए, इलेक्ट्रोड और डायइलेक्ट्रिक का सह-सिंटरिंग एक निम्न ऑक्सीजन आंशिक दबाव (P O 2) रेंज में होना चाहिए। यह कदम Cu या Ni इलेक्ट्रोड के ऑक्सीडेशन को रोकने के लिए महत्वपूर्ण है। सोडियम-बिस्मथ-टाइटेनेट (NBT) आधारित सिरेमिक्स ने फरोइलेक्ट्रिक अनुप्रयोगों के लिए उत्कृष्ट उम्मीदवार साबित हुए हैं। हालांकि, NBT की ऑक्सीजन वैकेंसी के निर्माण या निम्न P O 2 पर Bi के अपघटन के प्रति संवेदनशीलता इस लक्ष्य को प्राप्त करने में एक महत्वपूर्ण चुनौती प्रस्तुत करती है। इस अनुसंधान में, दोष स्तरों को स्थिरता प्रदान करने के लिए Nb, Ta, V, Wo, और Mo जैसे डोनर डोपेंट्स का उपयोग किया गया। परिणामों ने दिखाया कि Nb और Ta ऑक्सीजन वैकेंसी के निर्माण को रोकने में मदद करते हैं और निम्न P O 2 में सिंटरिंग के दौरान चरण स्थिरता को बढ़ाते हैं, जबकि V, Wo, और Mo ऐसा करने में असफल रहे। Nb और Ta के बिना, NBT निम्न P O 2 में सिंटर होने पर चालकता प्राप्त कर लेता है (⁓तीन ऑर्डर अधिक) और इसकी ध्रुवीकरण और तनाव गंभीर रूप से दबा दिए जाते हैं। संशोधित NBT अपनी विद्युत गुणों को बनाए रखता है और इसलिए Cu के साथ सह-सिंटरिंग के लिए एक उत्कृष्ट उम्मीदवार है।