Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

книги из ГПНТБ / Яффе Б. Пьезоэлектрическая керамика

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

24.10.2023

Размер:

10.5 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1920 / 2920 21 22 23 24 25 26 27 28 29 > Следующая >>>

192	ГЛАВА 8
них,	которые содержат сильно поляризующиеся ионы, например

РЬ2+.	Некоторые из удачных результатов этих исследований приве
дены	в табл. 8.5. Были изучены также многие твердые растворы,
содержащие Pb2ScNbC>6 [75]. Наибольшая спонтанная поляризацияА.
в свинецсодержащих твердых растворах соответствует составу со

средним радиусом ионов в положении В,

равным 0,75

а. Феррониобат свинца РЬ2БеЫЬОб

Pb2FeNb06 является одним из нескольких сложных перовски-

тов (табл. 8.5), имеющих достаточно высокую точку Кюри,

поэтому

является

перспективным

точки

зрения практического применения

[76]. В работе [77] показано, что

это соединение дает

петли гисте

резиса с небольшим

насыщением

и низкой остаточной поляриза

цией. Образцы, полученные пу

тем обжига в атмосфере кисло

рода, при комнатной температуре

имели высокое объемное сопро

тивление, равное 1014

Ом-см.

Эксперименты с

поляризованной

керамикой

при

обыкновенных

Ф и г. 8.9.

Один

цикл петли

гистере

температурах не выявили замет

Р г=

зиса

керамики Nao,5Bio,5Ti0 3.

ной

пьезоэлектрической

реакции.

38 мкК/см2;

Е с= 7

3 кВ/см;

£ макс =

Образцы были успешно заполя-

ризованы в полях 40 кВ/см при

120 кВ/см.

температуре жидкого азота, при

которой они показали петли гис

Рт=

kp =терезиса с хорошим насыщением.

При

температуре

жидкого

азота

К =

540, tg Ö =

1,4%,

Е с =

23 кВ/см,

16 мкК/см2,

0,24.

б. Титанаты ВіЫаТі20б и ВіКТі20б

Соединения ВіЫаТі20б и ВіКТі20б являются ярко выраженными

сегнетоэлектриками

с точками

Кюри

315

и 370 °С

соответственно

[78,

79]. По петлям гистерезиса, полученным в лаборатории авторов

на

образцах

BiNaTi206,

представленных

д-ром Бюрером,

были

получены значения

Рт—

38 мкК/см2

Ес =

73 кВ/см с

E mm

120 кВ/см

(фиг. 8.9). Эти

данные

сильно

отличаются

от зна

чений

Рт=

мкК/см2 и

Е с =

14 кВ/см, полученных при 116 °С в ра

боте [78]. Петли для ВіКТі20 6 менее насыщенны, чем для BiNaTi20 6

[78]. Пьезоэлектрические измерения были проведены на	образ
цах д-ра Бюрера, поляризованных в лаборатории авторов	в поле

НИОБАТЫ, ТАНТАЛАТЫ И ДРУГИЕ ПЕРОВСКИТЫ

193

40 кВ/см при температурах до 200 °С. Были получены следующие свойства:

До поляризации		ВскореКпосле поляризации
К =	782	=	300
tg б =	0,022	tg 0 =	0,011
		/г3, «	0,10
		rf31 -	15- ІО-12 К/н

d3з = 70 - 10—12 К/н

1/sf, = 12 • 10'° н/м2

Qm ™ 240

^ЗЗ(вычнсл) “ 0’^

Указанные измерения петель гистерезиса проводились после пьезоэлектрических измерений. Это дает основание с уверенностью

Ф и г . 8.10.	Зависимость электрической проницаемости керамики титаната строн
	ция— висмут от температуры на различных частотах [80].
считать,	/—5 кГц; 2, 3—50 кГц; 4— 1 М Гц; 5— 10 МГц.
считать,	что как более ранние измерения петель гистерезиса, так

и результаты авторов в отношении пьезоэлектрических свойств после поляризации были получены при недостаточных напряжен ностях электрических полей без насыщения,

7 Зак, 801

194	ГЛАВА 8

5. Релаксаторы

«Релаксаторы» представляют собой группу хороших изолято ров, проявляющих пологие максимумы диэлектрической проницае мости, которые обнаруживаются при тем более высоких темпера-

Ф и г. 8.11. Зависимость тангенса угла диэлектрических потерь керамики тита ната стронция — висмута от температуры на различных частотах [80].

1 — 5 кГц; 2—50 кГц; 3 — 1,5 МГц; 4—50 Гц; 5— 10 МГц.

турах, чем выше частота измерения [80, 81]. (Этот вопрос рассмат ривается во многих из опубликованных работ.) Отмечены высокие значения диэлектрической проницаемости. Большинство этих со единений содержит в перовскитовой решетке небольшие концентра ции Ві3+1). Типичные диэлектрические свойства показаны на фиг. 8.10 и 8.11.

') В советской литературе происходила Оживленная дискуссия о том, яв ляются ли титанаты стронция и висмута сегнетоэлектриками [82, 83].

НИОБАТЫ, ТАНТАЛАТЫ И ДРУГИЕ ПЕРОВСКИТЬТ

195

Хотя многие соединения этого класса, очевидно, ие являются сегнетоэлектриками и аномалия, наблюдаемая на кривой зависи мости диэлектрической проницаемости от температуры, не обуслов лена сегнетоэлектрической природой, среди них, по-видимому, имеются и сегнетоэлектрики, например Pb3MgNb20g и Pb3NiNb2Ö 9 [88]. Для монокристаллов этих соединений наблюдались петли ги стерезиса. Другим примером соединения (но не перовскитовой структуры) служит ВаЫЬгОб с частичным замещением Nb5+ ионами Zr4+ [89]. В случае этого соединения петли гистерезиса наблюдались как выше, так и ниже пика диэлектрической проницаемости, зави сящего от частоты, как у типичного релаксатора. Очевидно, необ ходимо стремиться к тому, чтобы не спутать релаксационные и сегнетоэлектрические эффекты, принимая во внимание, что они сосу ществуют на одних и тех же частотах.

Как указывалось (с. 141 — 142), значительные пьезоэлектриче ские эффекты были получены в системах, содержащих в качестве одного исходного компонента в трехкомпонентных системах с

РЬТіОз—PbZrC>3	такие релаксаторы,	как Pb(Mgi/3Nb/3) 0 3,
Pb (Ni>/,Nb%) 0 3 и	Pb(Fe.ÄNb.Ä) 0 3 [98— 100].

Л И Т Е Р А Т У Р А

1 . Shirane G., Danner ff., Pavlovic A., Pepinsky R. — «Phys. Rev.», 1954, v. 93,

p. 672— 673.

2.Matthias В. T. — «Phys. Rev.», 1949, v. 75, p. 1771.

3.	Reisman	A., Holtzberg F. — «J. Am. Chem. Soc.»,	1955, v. 77, p.	2115— 2119.
4.	Reisman	A., Floltzberg F., Berkenblit Al. — «J. Am.	Chem. Soc.»,	1959, v. 81,

p.1292— 1295.

5.Reisman A., Floltzberg F., Triebwasser S .%Berkenblit M. — «J. Am. Chem. Soc.»,

1956, V. 78, p. 719— 720.

6 . Jaeger

E.,

Egerion L. — «J.

Am. Ceram.

Soc.»,

1962,

45,

209— 213.

Egerton

L., Dillon D. M. — «J.

Am. Ceram.

Soc.»,

1959,

42,

438— 442;

IR E Nat. Conv. Record 7, Part 6 ,

1959, p. 219— 226.

8 . Mason TR. P.

Пат. СШ А №

2706326, April 19,

1955.

Triebwasser S. — «Phys. Rev.», 1956, v. 101, p. 993— 997.

10.

Reisman

A.,

Holtzberg F.,

Banks E. — «J.

Am. Chem.

Soc.»,

1958, v. 80,

p. 37— 42.

11.

Shafer

IP., Roy R. — «J. Am. Ceram. Soc.», 1959,

v. 42,

p. 482— 486.

12.

Vousden P. — «Acta Cryst.»,

1951, v. 4, p. 545— 551.

13.

Коокевникова ff. В., Медовой А.

ff. — «Ж ТФ », 1951,

т. 21,

с. 1383— 1387.

14.

Wells

A4.,

Megaw ff. D. — «Proc. Phys. Soc.

(Lond.)», 1961,

v. 78,

p. 1258—

1259.

15.

Cross

L. E„

Nicholson B. /., — «Phil Mag.»,

1955,

46,

p. 453— 466.

16.Johns J. F., Master Thesis, Pennsylvania State Univ. Graduate School of Phy sics, May 13, 1957.

17.Shirane G., Johns J ., Jona F., Pepinsky P. Am, Cryst. Assoc. Annual Meeting, June Paper E3, II— 15, 1956.

18.Wood E. A., Miller R. C., Remeika J. P. — «Acta Cryst.», 1962, v. 15, p. 1273— 1279.

19.Tennerу V. J. — «Am. Ceram. Soc. Bull.», 1963, v. 42, p. 195.

20. Shirane G., Newnham R., Pepinsky R. — «Phys. Rev.», 1954, v. 96, p. 581—588.

21.Francombe M. ff. — «Acta Cryst.», 1956, v. 9, p. 256—259.

22.Cross L. E. — «Nature», 1958, v. 181, p. 178— 179.


196	Wood Е. Л, — «Acta				ГЛАВА	В
23.	Wood Е. Л, — «Acta		C r y s b ,	1951, v. 4, р. 353—361.
24.	Lewis В., While Е.		A. D. — «J.		Electronics»,		1956, v.	1,	р. 646— 664.
25.	Tennery V. 1.,	Hang К. И?. — «J. Appl.				Phys.», 1968,		v.	39, p. 4749—4753.
26.	Lejkowitz /.,	Lukaszewicz		/(.,	Megaw	H.	D. — «Acta		Cryst.», 1966, v. 20,

p.670— 683.

27.Dimgan R. H., Golding R. D. — «J. Am. Ceram. Soc.», 1964, v. 47, p. 73—76; 1965, V. 48, p. 601.

28.

Francombe Al. H., Lewis B. — «J. Electronics», 1957, v. 2, p. 387—403.

29.

Крайник H. H. — «Изв. АН

С С С Р ,

сер. фнз.», 1960,

т. 22, с.

1486— 1489.

30.

Pulvari С. F. — «Phys. Rev.», 1960, v. 120, p. 1670— 1673.

31.

Miltèr

C.,

Wood E. A ., Remeika J. P.,

Savage

A., — «Appl. Phys.»,

1962,

V. 33,

p. 1623— 1630.

32.

Braischun

IP. R„ Cook

R. L. — «J. Am. Ceram. Soc.», 1961, v. 44,

136— 140.

33.

Крайник H. H. — «Физика твердого тела»,

1960, т. 2, с. 685— 690.

34.

Iwasaki Н. — «J. Phys. Soc. Japan»,

1962, v. 17, p. 779— 784.

35.

Boiisky S.. Пат. СШ А № 2584324, February 5,

1952.

36.

Gogolick

AI.

Final

Report,

Contact NONR-770

(00),

385-408,

O ffice

of Naval

Research, Washington. D. C . 20025, 1959.

37.

Lewis B„ Thomas L. A. Proc. Intern. Conf. Solid State Phys. Electronics Tele-

communs.,

Brussels,

I960, v. 4, Part 2, p. 883—890.

38.

Brown C. S.,

Keil R. C., Taylor R.,

Thomas L. Л .— «Proc. IE E

(Lond.)»,

1962,

V. 109B, p. 99— 114.

39.

Tennery

V. J., — «J. Am. Ceram. Soc.», 1966, v. 49, p. 376— 379.

40.

Huhn J. К., Matthias

В. T., Long E. A. — «Phys. Rev.», 1950, v. 79,

p. 885—886.

41.

Barreit H. H., — «Phys. Letters», 1968, v. 26A,

p. 217— 218.

42.

Triebwasser S. — «Phys. Rev.»,

1959, v. 114, p. 63— 70.

43.

Смоленский

Г. Л., Нсупов

В.

А.,

Аграновская А.

И.,

Шолохова

Е.

Д. —

«Ж ТФ »,

1957, т. 27, с. 2528— 2534.

44.

Iwasaki

Н.,

Ikeda Т. — «J. Phys. Soc. Japan»,

1963,

18, p. 157— 163.

45.

Cross L. E. — «Phil. M ag.»,

1956, v.

1 , № 8 , p. 76—92.

46.

Francombe

M. H ., Lewis B. — «Acta

Cryst.»,

1958,

v. 1 1 ,

p. 175— 178.

47.

Reisman

A.,

Holtzberg

F. — «J. Am.

Chem.

Soc.»,

1958,

v. 80, p. 6503—6507.

48.

Gräflicher

И . — «Arch. Sei.

(Geneva)», 1958,

11,

Spec.

No.,

p. 28— 30.

49.

Müller К. Л. — «Helv. Phys. Acta»,

1958, v. 31,

p. 173— 204.

50.

Mitsui T.,

Westphal

W. B . — «Phys. Rev.»,

1961,

124,

p. 1354— 1359.

51.

Gränicher

H., lakits

O. — «Nuovo Cim .»,

1954,

11, Suppl.,

p. 480— 520.

52.

Winter IF. H.,

Rupprechl G. — «Bull. Am.

Phys.

Soc.»,

1962,

v. 7,

438.

53.

Weaver H. E. — «J. Phys. Chem. Solids», 1959, v. 11,

p. 274— 277.

54.

Youngblood J. F. — «Phys. Rev.», 1955, v. 98, p.

1201.

55.

Sawaguchi

E.,

Kikuchi

A.,

Kodera

Y. — «J.

Phys.

Soc.

Japan»,

1962,

v. 17,

p. 1666— 1667.

56.

Huhn

J. K. — «Proc. Phys.

Soc. (Lond.)»,

1950,

v. 63,

1184— 1185.

57.

Shirane

G.,

Takeda A. — «J. Phys. Soc. Japan»,

1951, v.

6 , p. 128— 129.

58.

Safi

A .,

Cross L. E. — «Phys.

Letters»,

1968,

A27,

201— 202.

59.

Федулов C.

A. — «Д А Н

С С С Р », 1961, т. 139, с. 1345— 1346.

60.Федулов С. Л., Пятигорская Л. И., Веневцев Ю. Н. — «Кристаллография», 1965, т. 10, с. 291— 296.

61.Смоленский Г. А., Крайник IT. Н., Хучуа Н. П., Нсупов В. А., Жданова В. В.,

Муштареев О.

М., Черкащенко

А. Я. — «Изв.

АН С С С Р , сер. физ.»,

1967,

т. 31, с. 1164— 1167.

С. — «Кристаллогра

62.

Томашпольский ІО. Я., Веневцев ІО. Н., Жданов Г.

фия», 1967, т. 12, с. 252—257.

63.

Плахтий В. П., Мальцев Е. И., Каминкер Д. М. — «Изв. АН

С С С Р ,

сер.

фнз.»,

1964, т. 28, с. 436— 439.

F.,

Pepinsky R. — «Phys.

64.

Iona

F.,

Shirane

G.,

Mazzi

Rev.»,

1957, v.

105,

p. 849— 856.

P.-С.,

James

W. J. — «J. Appl. Phys.»,

65.

Gerson R., Chou

1967, v. 38, p. 55— 60.

6 6 . Koizumi

H.,

Niizeki

N., Ikeda

T. — «Japan

J. Appl.

Phys.»,

1964,

v. 3,

p. 495—496.

			НИОБАТЫ, ТАНТАЛАТЫ И ДРУГИЕ ПЕРОВСКИТЬТ								197
67.	Сперанская Е.			И., Скориков В. М. — «Изв. АН			С С С Р , неорг. матер.»,				1967,
	т. 3, с. 341— 344.
6 8 . Teague		J. R., Gerson R., James				W. J. — «Solid	State	Commun.»,		1970,	v. 8 ,
	p. 1073— 1074.
69.	Masuno K. — «Nippon Kagaku				Zasslii», 1967, v. 8 8 , p. 726— 730.
70.	Matthias В. T. — «Phys. Rev.»,				1949, v. 76, p. 430— 431.
71.	Matthias В. T.,			Wood E. A. — «Phys. Rev.», 1951, v. 84,				p. 1255.
72.	Levine S., Corwin R. E., Blood H. L. — «Bull. Am. Phys. Soc.»,								1956, v.		1 [II],
	р. 255.
73.	Roy R. — «J. Am. Ceram. Soc.»,				1954, v. 37, p. 581—588.
74.	Смоленский		Г.	A ., Аграновская		А. И . — «Ж ТФ », 1958, т. 28,			с.	1491 — 1493.
75.	Johnson	V.	J.,	Valenta M.	W„	Dougherty J.	E.,	Douglass	R.	M„	Mea
	dows J. It7. — «J. Phys. Chem. Solids», 1963, v. 24,						p. 85— 93.		А. — «Ж ТФ»,
76. Смоленский Г.				А., Аграновская А. И ., Попов С.			Н ., Исупов В.		А. — «Ж ТФ»,
	1958 т	28 с	2152__ 2153

77.Berlincourt Ь. SC-4443(RR), Sandia Corp., Tech. Rep. U . S. Dept. Commerce, Washington, D .C . 20025, 1960.

78.Смоленский Г. А., Исупов В. А., Аграновская А. И., Крайник Н. Н. — «Фи


	зика твердого тела»,			I960, т. 2, с. 2982— 2985.
79.	Buhrer С.	F., — «J.		Chem. Phys.»,		1962, v.	36,	р.	798—803;	Tech. Rep.	160,
	Lab. Insul. Res., M IT, Cambridge, Mass., March 1961.
80.	Сканави Г.	И.,	Матвеева Е.		Н . — «Ж ЭТФ »,		1956, т. 30, с. 1047— 1051.
81.	Каштанова	А.	М ., Курцева		Н. Н.,	Сканави Г.		И.	— «Изв.	А Н С С С Р ,	сер.

фнз.», 1960, т. 24, с. 114— 123.

82. Губкин А. И. — «Физика твердого тела», 1960, т. 2, с. 3077— 3082.

83. Смоленский Г. А., Исупов В. А., Аграновская А. И ., Попов С. Н. — «Физика

	твердого тела»,			1960, т. 2, с. 2906— 2918.
84.	Смоленский		Г.	А. — «Ж ТФ », 1950,	т. 20,	с. 137— 148; «Д А Н С С С Р », 1950,
	т. 70, с. 405—408.				И.,	Исупов	В.	А. — «Физика
85.	Смоленский		Г.	А., Аграновская А.					твердого
	тела», 1959, т. 1, с. 990—992.				Аграновская			И. — «Физика
8 6 . Смоленский			Г.	А., Исупов В. А.,			А.		твердого
	тела»,	1959,	т. 1, с. 170— 171.
87. Воков		В. А., Киоісаев С. А., Мыльникова И. Е., Тутов А. Г. — «Физика твер
	дого тела»,		1964, т. 6 , с. 3038— 3044.
8 8 . Боков В. А.,			Мыльникова И. Е. — «Физика твердого тела», 1961, т. 3, с. 841—

855.

89.Goodman G. — «J. Am. Ceram. Soc.», 1960, v. 43, p. 105— 113.

90.Исупов В. А., Крайник И. И. — «Физика твердого тела», 1964, т. 6 , с. 3713—

3715.

91. Боков В. А., Мыльникова И. Е. — «Физика твердого тела», 1960, т. 2, с. 2728— 2732.

92.Исупов В. А., Емельянова Л. Т. — «Кристаллография», 1966, т. 11, с. 776—784.

93.Смоленский Г. А., Исупов В. А., Крайник Н. И., Аграновская А. И. — «Изв.

	АН С С С Р , сер. физ.», 1961, т. 25, с.			1333— 1339.
94.	Смоленский Г. А., Коокевникова Н.			В. — «Д А Н	С С С Р », 1951, т. 76, с. 519—
	522.
95.	Mockrin I. Пат. С Ш А № 2899321, August 11, 1959.
96. Christensen A. N.,			Rasmussen S.	Е . — «Acta	Chem.		Scand.»,	1965,	v. 19,
	p. 421—428.
97.	Subba Rao G. V., Chandrashekhar			G. V., Rao	C.	N.	R. — «Solid	State	Com
	mun.»,	1968, V. 6 , p. 177— 179.
98.	Ouchi	H., Nagano	IC, Hayakawa	S. — «J. Am.		Ceram. Soc.»,		1965,	v. 48,

p. 630— 635.

99.Ouchi H., Nishida M., Hayakawa S. — «J. Am. Ceram. Soc.», 1966, v. 49,

p.577— 582.

100.Ouchi H. — «J. Am. Ceram. Soc.», 1968, v. 51, p. 169— 176.

101.Bradslreet S ., Harada У. U. S. Dept. Comm., Office Tech. Serv. P. B. Dept. 160, 623, 14 pp. (1960); «Chem. Abstr.», 1964, v. 60, p. 50.46h.

Глава 9

ОКИСНЫЕ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКИ

ИАНТИСЕГНЕТОЭЛЕКТРИКИ

СНЕПЕРОВСКИТОВОЙ СТРУКТУРОЙ

А. СОЕДИНЕНИЯ А.,В20 6 СО СТРУКТУРОЙ КАЛИЕВО-ВОЛЬФ РАМ ОВОЙ БРОНЗЫ

Ряд сегнетоэлектриков, в настоящее время или в перспективе имеющих промышленное значение, обладает структурой калиево


вольфрамовой	бронзы.		Этот тип структуры			характеризуется				нали
					чием	кислородных октаэд
					ров, связанных между собой
					своими вершинами и обра
					зующих сложную решетку, в
					которой		имеются		три	типа
					каналов, два из которых
					обычно		содержат		ион		А
					(фиг. 9.1). Ионы В, обычно
					ниобий или тантал, находят
					ся внутри кислородных ок
					таэдров. Имеются шесть по
					ложений А и десять октаэд
					ров	в	наиболее		простой
					(12,5X12,5X4.4) элементар
					ной ячейке. В ниобате свин
ІЮО)					ца, обнаруженном первым из
ІЮО)					указанных			сегнетоэлектри
			57 0		ков, это приводит к элемен
Фиг . 9.1. Тетрагональная структура калие					тарной		ячейке, отвечающей
во-вольфрамовой	бронзы		Ao,	W 3, пара	формуле Pb5Nbio03o; обычно
электрическая фаза		которой		изоструктур	формуле Pb5Nbio03o; обычно
на PbNb20 6 [1].					химическая			формула		упро
Из шести положений	РЬ2"^"' показанных штрихо				щается до PbNb2Oe. Положе
выми линиями, заняты		только	пять. Остов струк		ния А в этой элементарной
туры образуютсвоимиоктаэдрывершинамиNbO2.- ,				соединенные	ячейке заполнены только на
					5/б и предполагают, что рас
					пределение			ионов	среди		по

ложений А случайное. Более поздняя работа показала, что путем выбора соответствующей валентности ионов металлов могут быть заполнены все шесть положений. В этом случае разносортные ионы А могут располагаться упорядоченно [2, 3]. В одном случае поло жение А значительно сверхзаполнено. Избыточное количество ато мов, вероятно, входит в меньшие треугольные каналы, показан ные на фиг. 9.1 [4]. Прототипом этих соединений является калиево-

ОКИСНЫЕ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКИ И АНТИСЕГНЕТОЭЛЕКТРИКИ

1Ö9

вольфрамовая бронза K*W 03, где 0,57 ^ х ^ 0,43 [5]. При после дующем описании все составы будут представлены общей форму лой АхВ20 6, даже если х не будет целым числом, а ионы в положе ниях А могут быть упорядочены или располагаться хаотически.

1. Метаниобат свинца PbNb20 6

Ниобат свинца — первое из окисных соединений, не имеющих структуры перовскита, у которого были обнаружены сегнетоэлектрические свойства [6]. Керамика PbNb2Oß в виде пьезоэлектриче ских преобразователей используется промышленностью. Ее отли чают следующие характерные особенности: способность противо стоять воздействию температур вплоть до точки Кюри (570 °С) без значительной деполяризации, большое отношение с?зз/^зі и чрезвы чайно малая механическая добротность.

Выше точки Кюри это соединение имеет тетрасональную струк туру (а — 12,56 и с = 3,925 Â), относящуюся к пространственной группе P4/mbm; оно нзоструктурно калиево-вольфрамовой бронзе. Ниже точки Кюри имеется небольшое ромбическое искажение, эле ментарная ячейка учетверяется, при этом постоянные решетки становятся равными: а = 17,63, Ь = 17,93 и с = 7,736 А, простран ственная группа, по-видимому, соответствует Cmm 2. Сверхструк турные линии, которые указывают на удвоение вдоль оси с, чрез вычайно слабо выражены. Большие значения постоянных решетки в плоскости а—b для сегнетоэлектрической фазы являются резуль татом небольшого «моноклинного» сдвига, приводящего к новому выбору осей под углом 45° к осям исходной системы. Это преобра зование аналогично выбору осей в ромбическом ВаТі03. Несколько удлиненная ромбическая ось b определяет полярное направле

ние [1].

Рассматриваемое соединение также существует в полиморфной

модификации,	акоторая, однако, отличается по структуре и не яв
ляется сегнетоэлектрической [8]. Эта фаза — ромбоэдрическая
(я = 7,176 Ä,	= 93° 52') и относится к пространственной группе

R3m [9, 10]. Теоретические плотности обеих полиморфных модифи каций одинаковы и равны примерно 6,66 г/см3. Кристаллы несегнетоэлектрической фазы, выращенные из расплава РЬ2Ѵ 2С>7, имеют форму небольших гексагональных пластин с краями, видоизме ненными ромбоэдрической формой. При равновесном охлаждении несегиетоэлектрическая фаза («френкомбит» *)) становится устой чивой при обыкновенной температуре, и обратный переход в фазу «гудменит» происходит при 1150°С [И]. Таким образом, фаза «гудменит» лишь метастабильна при комнатной температуре. Со единения с отношениями РЬО к Nb2Os 3:1, 5:2, 2:1, 3:2, 1:1 и

') Названия указывают на первооткрывателя каждой из двух фаз и исполь зуются в настоящей монографии для их обозначения.

200 ГЛАВА 9

1 :2 оказались равновесными фазами. Точка плавления соединения с отношением РЬО к Nb20 5 1 : 1 составляет 1343°С.

Наши исследования материалов, сравнимых по чистоте с мате риалами, которые использовал Рот, однако с другим составом при

месей, показали, что температура превращения	составляет не
1150 °С [9], а находится вблизи 1235 °С. Обратный	переход фазы

«гудменит» в фазу «фреикомбит» при продолжительном нагрева нии происходит до температур 560°С. На практике фазу «гудменнт» легко получить, если температуры обжига достаточно высоки и если происходит достаточно быстрое охлаждение. Кроме того, ряд примесей или добавок стабилизирует фазу «гудменит». Наблю дения на керамических образцах с трещинами, которые охлажда лись очень медленно и которые частично превращались в фазу «френкомбпт», наводят на мысль, что последняя фаза имеет не сколько больший объем.

По сравнению с твердыми растворами титаната — цирконата свинца преимуществом ниобата свинца является более низкое равновесное давление паров РЬО при температурах обжига послед него. Образцы ощутимо не изменяют веса во время обжига, про водимого по стандартной методике. Мы наблюдали на опыте, что диски, обжигаемые несколько ниже точки плавления при сильном дутье воздуха, теряли в весе менее одного процента.

Трудно дать однозначные значения характеристик PbNb20 6 как материалу для преобразователей. В табл. 9.1 приведены электри ческие свойства, почерпнутые из четырех источников: оригинальной работы Гудмена [6]; измерений материала, выпускаемого в про мышленном масштабе фирмой «Дженерал электрик компапн» (СШ А ), опубликованных в 1958 г.; из таблицы относительных дан ных, приведенных Мэзоном [12], и измерений, проведенных в лабо ратории авторов. В одном случае имелось несоответствие в данных, которые мы попытались скорректировать в таблице. Заслуживаю щими внимания фактами являются чрезвычайно низкая механиче ская добротность и малые значения поперечного и радиального ко

эффициентов	электромеханической связи (/е31	и	kv)	по сравнению
с продольным коэффициентом электромеханической				связи (/е33) .
Это ведет к	большой пьезоэлектрической активности при гидро
статическом	давлении. Возможная причина		малой поперечной
электромеханической связи заключается в том, что				d3l	и	d32	от

дельного кристаллита могут иметь противоположные знаки, а это приводит к уменьшению соответствующей пьезоэлектрической активности в керамике. Представляется вероятным, что значения, приводимые Мэзоном, относятся к модифицированному материалу.

Образцы, подвергаемые действию температур вплоть до 550 °С, претерпевали очень незначительную деполяризацию [6]. Такое по ведение резко отличается от поведения перовскитовой сегнетоэлектрической керамики, которая поляризуется и деполяризуется с большей легкостью. Однако полезность керамики ниобата свинца

ОКИСНЫ Е СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКИ И АНТИСЕГНЕТОЭЛЕКТРИКИ

201

ограничивается увеличенной проводимостью при повышенных тем

пературах,

проявляющейся существенно ниже точки Кюри.

Пьезоэлектрические, диэлектрические

и упругие

Таблица 9.1

характеристики керамики PbNb20 5

Измерения проведены

Яффе и др.

Характеристика

Гудмен

[6J

на промышленных

Мэзоп (12/

образцах

«Дженерал

П31

280

электрик»

tg ö, %

225

270

195

0,6

-3 3

0,6

------9

^33

0,4

а>

0,38

0,31

0,43

б)

>0.07“)

0,115

б)

g33 • іо -3

•

В/н

>0,045“)

6,2

42,5

У | - 10ю н/м2*

Пуас-

4,0

2,9

Коэффициент

0,26°)

сона

■ч

Сопротивление при

комнатной

темпе-

ратуре

(постояп-

ное электрическое

Очень

поле). Ом

•

см

11“ )

низкая

а) Пересчитаны.

б) Колебания слишком слабые, чтобы характеристики можно было измерить.

“) Взяты из перечня данных «Дженерал электрик» (приблизительно 1953

г.)

Сегнетоэлектрическую поляризацию керамики PbNb20 6 трудно определить по петлям гистерезиса из-за очень большого коэрци тивного поля. Испытания образцов, модифицированных неболь шими количествами добавок, показали, что минимальные значения остаточной поляризации составляют 7 мкК/см2, однако образцы не были ни полностью поляризованы, ни полностью деполяризованы. Эти значения были получены путем сжатия образцов до предела прочности

2. Твердые растворы PbNb20 6 — РЬТа20 6

Было	сообщено	[14], что РЬТа20 6 является сегнетоэлектриком
с точкой Кюри 260		°С. Это соединение также имеет структуру ром
бической	калиево-вольфрамовой бронзы с постоянными решетки;

<<< < Предыдущая 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 1920 / 2920 21 22 23 24 25 26 27 28 29 > Следующая >>>

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ