Синтез и свойства пироэлектрических материалов на основе цирконата-титаната и феррониобата свинца

• Автор: Пустовая, Лариса Евгеньевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 108 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Пироэлектрический эффект в сегнетоэлектриках
1.2. Пироэлектрические материалы
1.3. Особенности сегнетокерамики со структурой перовскита
1.4. Характеристика объектов исследования
1.4.1. Сегнетокерамика на основе РЬТіОз— PbZrOз (ЦТС)
1.4.2. Модифицирование материалов на основе ЦТС
1.4.3. Материалы на основе феррониобата свинца (ФНС)
2. МЕТОДЫ ПОДГОТОВКИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ОБРАЗЦОВ И ИХ ИССЛЕДОВАНИЕ
2.1. Синтез
2.2. Спекание
2.3. Рентгенофазовый анализ

2.4. Микроструктура
2.5. Электрофизические исследования
3. РЕЗУЛЬ ТА ТЫ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Сегнетокерамика на основе ЦТС
3.1.1. Материалы ЦТС-БС
3.1.2. Материалы ЦТС-Л и ЦТС-БСЛ
3.1.3. Материалы ЦТС-НВ-МЦ и ЦТС-НВ-МЦНЛ
3.2. Сегнетокерамика на основе феррониобата свинца
3.2.1. Микроструктура
3.2.2. Пиро- и диэлектрические свойства
4. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Пироэлектрический эффект в моно- и поликристаллических сегнето-электрических материалах, проявляющийся в возникновении электрического заряда в полярном диэлектрике при изменении температуры , в настоящее время широко используется в различных типах преобразователей тепловой энергии в электрическую, таких как пиродетекторы инфракрасного излучения для приборов охранно-пожарной сигнализации, газовой хроматографии и медицинской диагностики; регистрации сверхмощных и су-перкоротких импульсов и нейтронных потоков; мишеней телевизионных трубок и систем наведения и так далее. Такой широкий спектр возможностей применения вызвал большой интерес к этому классу материалов. К настоящему времени выполнен значительный объем разносторонних исследований этих материалов, позволивший выявить группу наиболее перспективных пироэлектрических материалов. В связи с этим, пироэлектрическое материаловедение перешло в основном в плоскость решения чисто технологических проблем улучшения параметров уже определенного к применению круга материалов, таких как триглицин сульфат, ШЬ03, ЬлТаОз, РЬТЮз — ЬагОз, а также некоторых сегнетокерамик на основе системы цирконата-титаната свинца (ЦТС) [1-5]. При этом основным аспектом физико-химии сегнетоэлектрических материалов остается обеспечение стабильности параметров и высокой степени их восприимчивости к внешним воздействиям. Оптимальная комбинация стабильности и восприимчивости достигается путем разработки технологии конкретного материала с заданным набором физических свойств. В связи с этим остается актуальным вопрос технологии новых высокоэффективных пироэлектрических материалов. Это направление и составило одну из задач настоящей работы.

Магниторезистивные свойства были исследованы в работе [73]. Они заключались в изменении вида кривых зависимостей проводимости от величины магнитного поля при изменении температуры.
Таким образом, несмотря на огромный интерес к соединению ФНС и большое количество разнообразных исследований, подтверждения существования фазового перехода в сегнетоэлектрической области электрофизическими измерениями получено не было. Этот факт можно объяснить недостаточной изученностью технологии феррониобата свинца, также как и его пироэлектрических свойств[41,42,66,67]. Зачастую образцы для исследований имеют высокие значения проводимости и тангенса угла диэлектрических потерь (особенно для монокристаллов), так как ФНС легко переходит в полупроводниковое состояние при небольших отклонениях от стехиометрического состава и в присутствии малых количеств Ре(И), образующегося в процессе обжига. Позисторный эффект был исследован в работе [74], где описана также и природа проводимости. Также известно, что получение соединений на основе метаниобата свинца затруднено образованием примесной пирохлорной фазы. Для исключения возможности образования посторонней фазы в ряде работ предложено вести синтез через промежуточные соединения ниобия с общей формулой МЫЬгОб (М: Mg, №, Ъ\...) [74] или путем введения стабилизаторов перовскитной фазы, ионов Ьа 3+, У6+, У3+ и К+ [75]. Оба эти способа имеют свои недостатки и проблема стабилизации перовскитной фазы при синтезе соединений на основе метаниобата свинца остается актуальной [76,77].
В связи с этим было интересно выяснить перспективность феррониобата свинца как пироэлектрического материала, получить подтверждение наличия перехода типа смещения, а также выявить возможности улучшения его свойств с помощью модифицирования.