Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Учебное пособие 800637

.pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
01.05.2022
Размер:
10.76 Mб
Скачать

BiNi0.67Sb0.33O3.

.

 

,

 

:

,

,

.

 

 

 

 

BiNi0.67Sb0.33O3.

 

 

 

tg

 

 

 

,

 

 

,

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

-

,

 

 

 

 

360 K

 

 

0,5

 

 

 

 

 

 

 

 

1

,

 

 

 

 

 

 

.

’( )

 

 

.

 

 

,

 

 

,

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ln (1/T)

ё

 

 

 

.

 

≈ 0,81 .

-

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

 

 

 

)

 

 

 

 

-

[1].

 

 

 

 

,

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

600 °

 

BiNi0.67Sb0.33O3

 

 

 

 

 

 

 

48

-

 

 

 

 

 

 

 

 

1

.

 

 

,

 

 

 

,

,

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

BiNi0.67Sb0.33O3

 

 

 

 

 

.

 

 

1. Gridnev S.A. // Ferroelectrics. 2002. V. 266. P. 171209.

 

 

538.9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SrTiO3

. .

 

1, . .

 

2,

. .

3,

. .

4, . .

5

 

 

1 -

.-

.

,

 

, l_korotkov@mail.ru

 

 

 

2

 

 

 

, lekha.bocharoff@yandex.ru

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 .

. .,

 

 

, m_a_pankova@mail.ru

 

 

 

 

4

 

 

, mad_nik@bk.ru

 

 

 

«

5

 

 

, fdashoor77@mail.ru

 

»

 

 

 

 

 

 

 

1,2,4,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SrTiO3:

 

 

 

«Sigma Aldrich»

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

,

,

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

:

,

 

 

 

.

,

,

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

«

»

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

[1].

 

 

80

 

 

 

 

,

 

SrTiO3

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

,

,

 

-

 

 

.

 

 

 

,

-

 

 

 

 

 

SrTiO3,

 

-

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

.

 

 

 

-

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

SrTiO3

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

– 1

,

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

.

 

 

 

,

 

 

 

«Sigma Aldrich» (

 

№1)

,

 

 

,

-

 

 

SrTiO3

100 .

(

№2).

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7-20

25

– 1

 

 

 

Janis Heliy Cryodyne CCS-350S

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

( )

№1

 

,

 

 

-

 

 

.

 

 

 

 

-

,

,

 

10 .

 

 

-

 

 

 

 

 

 

№2

(

)

40

 

-

 

(

. 2 ),

 

 

 

 

-

.

 

 

-

m

 

 

-

 

 

 

 

,

 

 

-

.

eps'

 

)

400

350

300

250

200

150

100

0 50 100 150 200 250 300 T, K

1

 

b)

 

 

2

 

 

3

 

 

4

 

 

5

 

 

6

 

 

7

8

9

.

0

№1

50

100

T, K

( )

№2 (b)

 

 

10

 

0,025 (1), 0,120 (2), 1 (3)

5 (4), 10 (5), 50 (6), 100 (7), 200 (8)

500 (9)

 

 

,

 

 

 

 

 

m

-

,

 

 

 

 

 

 

.

-

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

81

1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

«Sigma Al-

drich»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

 

 

 

 

 

,

 

 

 

-

SrTiO3

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(

№ 18-52-00039

_ ).

 

 

 

 

 

 

 

1.

 

 

 

 

 

/

. .

, . .

 

. .

 

.;

. . .

 

 

. –

.:

, - 1985. – 476 .

 

 

 

 

538.9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

.

1, .

.

2

 

 

 

 

 

1 -

 

.-

.

,

, l_korotkov@mail.ru

 

 

 

 

 

2

.

.-

.

,

, tn_korotkova@mail.ru

 

 

 

 

1

«

 

»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

,

 

 

 

KH2PO4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

117

 

 

 

( )

 

,

 

 

 

90

 

 

 

.

 

 

 

,

 

 

 

 

 

:

 

 

 

 

,

 

,

 

.

 

 

 

.

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(KH2PO4

KDP)

 

 

-

 

 

 

 

 

122 .

,

 

[1],

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

100

 

 

 

 

 

 

.

 

 

,

 

,

,

 

 

-

10-2 - 109 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

.

KDP

 

 

 

 

80 – 125

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10 10

1

,

 

 

 

KDP,

 

 

 

,

 

 

 

z.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

,

 

 

 

 

80 – 300

 

 

 

0,1 .

 

 

 

 

1 – 10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

(P)

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7-30

 

 

-

82

 

4

.

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

-

 

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

P(t) = P0[1-exp(-t/ ) ],

 

(1)

P0 = P(t ), -

 

 

, -

 

,

 

0

3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5

 

 

 

 

 

 

 

 

0,4

 

 

 

 

 

 

 

 

0,3

 

 

 

 

 

 

 

 

0,2

 

 

 

 

 

 

 

 

0,1

 

 

 

 

 

 

 

 

80

90

100

110

120 T,K

 

 

 

 

0,0

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

117

,

 

 

95 -110

 

 

 

 

 

.

90

 

 

 

 

 

 

,

 

-

 

 

 

 

 

 

-

 

:

 

 

= 0exp[U/k(T-T0)],

 

(2)

0

,

 

 

 

 

 

 

U,

k

 

, T0

 

 

 

 

.

 

KDP

 

T0 83 .

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

. .

1.

. . .

 

.

:

KH2PO4. / . .

, . .

,

,

 

, 1981. 116 .

 

 

 

538.911

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TiO2

 

 

 

 

 

 

. .

 

 

 

 

-

.-

.

,

, swan@scon155.phys.msu.ru

 

 

 

 

 

 

 

 

. . .

 

 

 

 

 

 

 

9%

 

 

-

 

 

 

 

 

 

.

 

-

 

 

 

 

 

 

.

,

-

 

 

 

 

 

 

 

 

-

83

 

 

.

 

 

 

 

-

,

 

 

.

 

,

 

-

 

 

 

 

 

.

 

 

.

:

,

 

,

,

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

TiO2

 

 

 

 

 

 

[1].

,

 

,

 

-

,

 

 

 

300

K,

 

 

 

 

TiO2,

 

 

.

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

HxTi1-yyO2

9%.

,

 

-

 

 

 

 

.

,

 

 

 

TiO2

 

-

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

TiO2,

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

ABINIT.

 

 

 

 

 

 

 

(

 

12.5%)

 

,

Ti0.875O2

 

 

 

 

-

 

Ti0.875O2

 

 

.

-

 

 

 

,

 

 

 

-

 

 

 

,

 

-

 

,

 

 

 

 

(

,

 

 

Ti0.875O2).

 

 

p-

 

 

-

.

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

,

 

 

 

 

. ,

 

-

 

 

 

-

-

 

2–,

 

,

.

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ti0.875O2,

 

,

,

 

 

 

(Ar, K, Ca, Mg, Y, Cl, H)

 

 

 

 

 

.

 

,

 

-

 

 

 

,

 

 

-

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

.

,

 

-

 

 

 

 

 

(

 

-

p-

)

 

,

 

 

 

-

n-

.

 

 

 

 

 

-

.

 

 

 

 

[2],

-

 

 

 

 

 

 

 

,

 

.

 

 

-

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

,

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

84

 

 

 

 

,

,

 

 

 

,

,

-

 

.

,

-

 

 

 

,

 

,

 

.

 

 

.

 

 

 

 

,

17-02-01068.

.

 

 

 

1.Osada M. Two-dimensional dielectric nanosheets: novel nanoelectronics from nanocrystal building blocks / M. Osada, T. Sasaki. // Adv. Mater. 2012. V. 24. P. 210228.

2.Walle L.E. High-resolution photoemission and and X-ray absorption spectroscopy of a

lepidocrocite-like TiO2 nanosheet on Pt(110) (1 × 2) / L.E. Walle, S. Agnoli, I.H. Svenum, A. Borg, L. Artiglia, P. Krüger, A. Sandell, G. Granozzi. // J. Chem. Phys. 2011. V. 135. P. 054706.

538.9

 

 

 

. .

 

 

 

 

 

 

.

.- .

,

, lebed1989@rambler.ru

 

 

 

«

 

 

 

 

»

 

203 )

 

 

(PMN),

.

 

(103

, 183 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

:

 

 

-

,

 

,

,

 

,

,

 

 

.

 

 

 

 

,

,

 

[1,2].

 

 

,

-

 

 

 

 

 

.

,

 

 

 

 

 

,

-

 

 

 

 

 

 

 

-

 

,

 

 

 

 

 

 

 

[3].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

: 103

, 183

, 203

 

 

 

-

±0.5 .

 

 

 

 

 

 

-

,

 

 

 

 

293

(

).

-

 

PMN

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

 

N

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

( =203 , 183

, 103

)

(Sin )/ , Ȧ-1,

-

,

-

 

 

 

.

 

 

 

85

 

,

PMN

 

 

 

 

Pm3m

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

T=293 K

 

T=203 K

T=183 K

T=103 K

a, Ȧ

 

4.033(2)

 

4.029(3)

4.028(1)

4.034(1)

b, Ȧ

 

4.034(1)

 

4.030(2)

4.028(1)

4.035(1)

c, Ȧ

 

4.034(7)

 

4.029(3)

4.028(1)

4.033(1)

α, 0

 

90.0(1)

 

90.17(5)

90.0(1)

90.0(1)

, 0

 

90.0(1)

 

90.04(5)

90.0(1)

90.0(1)

, 0

 

90.0(1)

 

90.04(5)

90.0(1)

90.0(1)

 

 

 

PMN

 

 

 

-

 

 

 

,

(Mg/Nb)

:

 

-

,

 

 

 

 

(

10 ). -

-

 

 

 

Pb, Mg, Nb

 

.

 

-

 

 

 

 

 

 

 

[3-5].

 

 

 

 

 

 

1.

,

.A.

 

 

 

 

 

/

.A.

 

, . .

//

1958. -

.28. - № 7. -

.1491-

1429.

 

 

 

 

 

 

 

2.

,

. .

-

 

 

 

-

/ . .

 

, . .

, . .

, . .

, . .

, . .

//

 

 

2004. -

74 -

. 9. - .72-76.

 

 

3.Viehland, D. Freezing of the polarization fluctuations in lead magnesium niobate relaxors / D.Viehland, S. J. Jang, E. Cross // J. Appl. Phys. 1990. - V.68 - №6. - P.2916-2921.

4.Vakhrushev, S.B. Glassy phenomena in perovskite-like crystals / S.B. Vakhrushev, B.E. Kvjatkovskiy, A.A. Naberezhnov, N.M. Okuneva, B.P. Tolerverg // Ferroelectrics 1989. - V. 90 - P. 173-176.

5.Bokov, A. A. Recent progress in relaxor ferroelectrics with perovskite structure / A. A. Bokov, Z.-G. YE // Journal of materials science. 2006. V. 41. - P. 31-52.

538.95

 

. .

1, . .

2, . .

3, . .

4

 

 

1

, lugovaya_maria@mail.ru

 

 

 

 

 

 

2

 

, harigamypeople@gmail.com

 

 

 

 

 

 

 

3

, yfnfif_71@bk.ru

 

 

 

 

 

4 -

.- .

,

 

, arybyanets@gmail.com

 

 

«

 

»

 

,

.

,

PRAP.

86

 

.

 

 

:

,

,

 

,

.

 

 

 

 

 

-

 

[1].

 

-

,

 

 

 

 

-

 

-

 

,

(

,

-

[2],

).

 

-

 

 

 

,

.

 

-

 

 

 

 

,

 

 

 

,

 

-

 

[3].

,

-

 

 

 

 

 

-

 

 

 

-

PRAP [4].

 

 

 

«

»

 

 

.

 

 

 

Agilent 4294A

 

 

 

.

 

 

 

,

 

-

(

)

.

 

 

,

 

-

 

 

 

.

)

 

)

.

 

,

PRAP,

( )

( )

,

87

.

( №

12.5425.2017/8.9,

).

1.Turik A.V. Electromechanical switching processes in ferroelectrics-ferroelastics: theory and experiment / A.V. Turik, L.A. Reznitchenko, A.N. Rybjanets, S.I. Dudkina, A.A. Yesis, S.A. Turik // Ferroelectrics. - 2004. - V. 307. - Issue 1. - P. 59-65.

2.IEEE Standard on piezoelectricity. ANSI/IEEE Std. 1987. 176 p.

3.PRAP (Piezoelectric Resonance Analysis Program). TASI Technical Software Inc. (www.tasitechnical.com).

4.Rybyanets A.N. Characterization Techniques for Piezoelectric Materials and Devices / A.N. Rybyanets, A.A. Naumenko, N.A Shvetsova // Nova Science Publishers Inc. - 2013.

-Chapter 1. - P. 275-308.

UDC 666.655

EFFECT OF SINTERING METHODS ON THE FUNCTIONAL CHARACTERISTICS OF THE FERROELECTRIC PIEZOCERAMIC MATERIAL OF THE PZT SYSTEM

. . Marakhovskiy1, . . Panich2, . . Marakhovskiy3 1 Cand. tech. of science, marmisha@mail.ru

2Dr. tech. of science, professor, rctt.rctt@mail.ru

3Postgraduate, demuer@mail.ru FSAEI HE «South Federal University»

In this paper, we investigated the possibility of adjusting the functional parameters of a ferroelectric piezoceramic material by changing the technological parameters in the manufacturing process. Changing the structure of the ceramic frame of piezoelectric ceramics allows to increase the values of its density, piezoelectric modules, mechanical quality factor.

Keywords: piezoceramic material, technological factor, sintering method, hot pressing, spark plasma sintering.

In the piezoelectric instrument making of great practical interest are ferroelectrically hard materials designed to operate in power modes. Ferroelectronic materials are resistant to external influences and have a high temperature stability of the parameters, which allows them to be used in various devices, including those designed for extreme conditions (accelerometers, piezoelectric motors, piezotransformers) [1]. To expand the scope of application of existing piezoceramic materials of different compositions (PZT-8, APC-840, APC-841, PCR- 8 [2]) the question of increasing their functional parameters is relevant. This problem can be solved not only by creating new chemical compositions, but also by improving the technology of manufacturing piezoceramics and optimization of technological factors. Correction of future electrophysical parameters of ceramics is possible at the sintering stage, since mechanical and electrophysical properties are inextricably linked with each other.

In the present work we investigated the possibility of varying the functional parameters of PbZr0.44Ti0.44(Mn1/3Nb2/3)0.06(Zn1/3Nb2/3)0.06O3 signature the piezo by changing the modes and methods of sintering [3].

In the process of the study, various sintering methods were tested: traditional sintering in a chamber furnace, hot pressing method, hot sintering with agglomeration in a chamber furnace, and the method of spark plasma sintering (SPS).

The quality of the sintered piezoelectric ceramics was estimated by the results of X-ray phase analysis, scanning electron microscopy and density values.

88

The study found that the sintering of piezoceramics by hot pressing and SPS leads to an increase in the density by 5% and the piezoelectric module (d31) by 60%. In addition to increasing the values of the main parameters, the hot pressing method allows to reduce the sintering temperature by 70 °C, and the SPS method reduces the sintering temperature by 250 °C and reduces the duration of the sintering process up to 50 times! All these advantages of the SPS method reduce energy consumption in the manufacture of piezoceramics and reduce its cost.

Referenses

1.Nesterov, A. A. [Text]: Proceedings of the international scientific and practical conference "Fundamental problems of piezoelectric instrument-making" / T. G. Lupeiko, A. A. Nesterov - Ros- tov-on-don: Rostov state University Publ., 1999.- vol. 1. - p. 254-261.

2.Physics of active dielectrics / Yu. M. Poplavko [et al.] – R/D. Ed. SFU, 2009. - 480 sec.

3.Nishida M., Ouchi H. Improvements in and relating to ceramic compositions // GB patent N 1376013. – Publ. 04.12.1974.

УДК: 537.227

РЕЛАКСАЦИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НАНОПОРИСТОГО ДИОКСИДА КРЕМНИЯ

С.Д. Миловидова1, О.В. Рогазинская2, Б.М.Даринский3, Е.С. Ничуговская4 1Канд. физ.-мат. наук, доцент, milovidova@Phys.vsu.ru

2Канд. физ.-мат. наук, доцент, olamil@mail.ru

3Д-р. физ.-мат. наук, профессор, darinskii@mail.ru 4Магистр, nichugovskaya_e@mail.ru

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет»

Вработе представлены результаты исследования влияния частоты на ε и tgδ нанопористого диоксида кремния. Показано уменьшение этих параметров с ростом частоты измерительного поля и их рост с увеличением влажности. Обсуждается возможность создания сегнетоэлектрического состояния воды в наноразмерном состоянии.

Ключевые слова: нанопоры, молекулы воды, сегнетоэлектричество.

Вработе [1] обнаружено, что свойства нанопористых матриц с сегнетоэлектриками в большой степени зависят от влажности окружающей среды.

1,0 tg

0,8

1

0,6

2

 

3

0,4

4

 

0,2

5

Т,0С

0,0 40 80 120 160

Рисунок. Зависимость tgδ от температуры образца нанопористого SiO2

при различных частотах: 1- 0,12; 2-0,5; 3-1,0; 4-10; 5-100 кГц

89