सेरामिक गतिविधि

सेराेमिक गतिविधि के अन्तर्गत निम्नलिखित क्षेत्रों में अनुसंधान किया जा रहा है।

- पारदर्शी सेरामिक

- रिलैक्सर फ़ेरोइलेक्ट्रिक

- मल्टीफ़ेरोइक्स

- प्रमुख सुविधाएं

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पारदर्शी सेरामिक

निम्न दबाव रासायनिक वाष्प निक्षेप (CVD) का उपयोग करके मोनोलिथिक फ्री-स्टैंडिंग ZnS का विकास किया गया है। पारदर्शी Nd और Yb-doped PLZ को हॉट-प्रेस सिंटरिंग का उपयोग करके निर्मित किया गया है। वर्तमान में Nd-YAG और Yb-Y2O3 सेरामिक पर विकास कार्य चल रहा है।


फ्री-स्टैंडिंग पारदर्शी ZnS
 
Nd-PLZT सेरामिक तथा (UV-Vis-IR) ट्रांसमिशन स्पैक्ट्रम
 

Yb-PLZT सेरामिक तथा (UV-Vis-IR) ट्रांसमिशन स्पैक्ट्रम
 

रिलैक्सर फैरोइलैक्ट्रिक्स

(1-x)PMN-xPZ ठोस विलयनों में सामान्य-फेरोइलेक्ट्रिक परिवर्तन के फलस्वरूप रिलैक्स होने की जांच की गई है। संरचना रेंज में एक क्रॉस ओवर 0.4 < x < 0.46 पाया गया। पीज़ोइलेक्ट्रिक (d33) और इलेक्ट्रोमेकनिकल (k31) गुणांक क्रॉस-ओवर क्षेत्र के आसपास अधिकतम थे।

PMN-PT सिरेमिक की पतली छडों में शेप-मेमोरी तनाव अपनी मॉर्फोट्रॉपिक अवस्था परिसीमा के पास रचनाओं के लिए देखा गया है। मापा गया अधिकतम छद्म-प्लास्टिक तनाव 65/35 PMN-PT में 0.3% था और इसका रिलैक्सर विलक्षणता पैरामीटर "γ" से व्युत्क्रम सम्बंध पाया गया। इन अध्ययनों से पता चला है कि छद्म-प्लास्टिक तनाव संरचना, La3+ आयनों को ध्यान में रखते हुए सांद्रता, तापमान, दबाव और थर्मल हिस्टेरिसिस पर निर्भर करता है।

मल्टीफेरोइक्स

BiFeO3 में Fe3+ आयनों के साइक्लोइड ऑर्डरिंग पर और चुंबकीय और फेरोइलेक्ट्रिक गुणों के बीच युग्मन पर La, Nd, Er, Ca और Eu डोपिंग के प्रभाव का अध्ययन किया गया। Bi0.9-xLa0.1NdxFeO3 (BLNFOx) और Bi0.9-xLa0.1ErxFeO3 (BLEFOx) सेरामिकों में कमजोर चुंबकत्व और फेरोइलेक्ट्रिक ध्रुवीकरण देखा गया। Ca-डोपिंग से ऑक्सीजन रिक्तियों का बढ़ाना पाया गया जो कमजोर फेरोमैग्नेटिज्म का कारण बनता है। EU डोप्ड सैम्पल के लिए TN पर तापमान आधारित अध्ययन में विसंगति पाई गयी।


फैरोइलैक्ट्रिक थिन फिल्म तथा नैनो-कम्पोजिट्स:

[I] LT थिन फिल्म का एक्स-रे विवर्तन पैटर्न [II] सैफायर (006) सब्सट्रेट पर मोनो परत एलटी थिन फिल्म की AFM छवियां

LT थिन फिल्मों को सिलिकॉन (111), [Pt (111) / TiO2 / SiO2/Si(100)] (Pt-Si), और सैफायर(006) सब्सट्रेट्स पर स्पिन-कोटिंग विधि द्वारा डिपाजिट किया गया। LT थिन फिल्म, Pt-Si और सिलिकॉन सबस्ट्रेट्स पर यादृच्छिक रूप से उन्मुख होती है। सी-ओरिएंटेड LT थिन फिल्मों को सफायर सब्सट्रेट पर ही डिपाजिट किया जा सकता है।


LiTaO3 (LT) की परतीय थिन फिल्म का डिपॉजिशन एवं गुण-धर्म निरूपण:

LT की समतल परत में चालकता की समस्या के निराकरण हेतु बहुपरतीय थिन फिल्मों को Pt-Si [Si(111)/SiO2/TiO2/Pt(111)] पर डिपाजिट किया गया।


नैनोपर्टिकल्स:

लिथियम टैंटालेट (LiTaO3) और लिथियम निओबेट (LiTaO3) नैनोकणों को कैपिंग लिगैंड्स का उपयोग करके सोल-जैल प्रक्रिया द्वारा संश्लेषित किया गया। शुद्ध येट्रियम ऑक्साइड (Y2O3) और Yb डोप किए गए Y2O3 (Yb:Y2O3) नैनोक्रिस्टलाइन पाउडर कार्बोनेट विलयन मार्ग द्वारा संश्लेषित किए गए। शुद्ध नैनोकणों को प्राप्त करने के लिए कैल्सीनेशन अवधि, तापमान और पीएच मान अनुकूलित किया गया।


नैनो-कम्पोजिट्स:

एलटी के 20-40 nm आकार के नैनोक्रिस्टलाइट्स, पीवीडीएफ फिल्मों (30μm मोटी) के साथ एम्बेडेड कर पाइरोइलेक्ट्रिक सेंसर अनुप्रयोगों हेतु उपयोग करने के लिए तैयार किया गया। एलटी / पीवीडीएफ नैनो कम्पोजिट फिल्मों के फेरोइलेक्ट्रिक ध्रुवीकरण और पाइरोइलेक्ट्रिक गुणांक एलटी / पीवीडीएफ में एलटी के वॉल्यूम अंश में वृद्धि के साथ बढ़ते हैं। चूंकि एलटी / पीवीडीएफ कम्पोजिट को कम पोलिंग फ़ील्ड की आवश्यकता होती है और पीवीडीएफ की तुलना में उच्च ध्रुवीकरण होता है, इसलिए ये पाइरोइलेक्ट्रिक सेंसर अनुप्रयोगों के लिए उपयोगी साबित होंगे।

प्रमुख सुविधायें

  • तापमान सीमा (150-800K) और आवृत्ति रेंज 1 mHz से 40 MHz तक में आवृत्ति और प्रतिबाधा अध्ययन के लिए प्रतिबाधा विश्लेषक (एचपी 4194 ए हेवलेट पैकार्ड, यूएसए और नोवा कंट्रोल, फ्रांस)।
  • पाउडर एक्स-रे डिफ्रैक्ट्रोमीटर (18 किलोवाट और 3 किलोवाट, रिगाकू, जापान)
  • ध्रुवीकरण बनाम इलेक्ट्रिक फील्ड और तनाव बनाम इलेक्ट्रिक फील्ड माप के लिए हिस्टेरिसिस लूप ट्रैसर (रेडियंट, यूएसए)।
  • लोड के तहत सिरेमिक नमूने की सिंटरिंग (Tmax = 1250oC) के लिए हॉट-प्रेस (थैरलैक, भारत) (अधिकतम 5 टन)।
  • हॉट-स्टेज (लिंकम) से लैस ध्रुवीकरण प्रकाशीय माइक्रोस्कोप (बीएक्स 60, ओलंपस, जापान)।
  • मोटाई माप इकाई (फिल्मेट्रिक्स, यूएसए।)
  • भौतिक वाष्प डिपौजिशन इकाई (हिंद हाई वैक्यूम, भारत)।
  • विस्कोमीटर।
  • संश्लेषण और सिंटरिंग के लिए कई बॉक्स- और मफल भट्टियां
  • नियंत्रित वातावरण में थिन फिल्म फेरोइलेक्ट्रिक सिरेमिक बनाने के लिए स्पिन-कोटिंग इकाई।
  • सर्वोतम नज़ारा १०२४ x ७६८