Синтез, фазовые состояния и электрострикция керамики на основе магнониобата свинца

• Автор: Бикяшев, Энвярь Александрович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 185 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1 МЕТОДЫ СИНТЕЗА МАГНОНИОБАТА СВИНЦА
1.2 ЭЛЕКТРОСТРИКЦИЯ В СЕГНОЭЛЕКТРИКАХ
НА ОСНОВЕ МАГНОНИОБАТА СВИНЦА
1.3 ФАЗОВЫЕ СОСТОЯНИЯ И ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ
В МАГНОНИОБАТЕ СВИНЦА
П. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ И
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
II. 1 ИСХОДНЫЕ ВЕЩЕСТВА, МЕТОДЫ СИНТЕЗА
И ИССЛЕДОВАНИЯ
И. 1.1 Исходные вещества
И. 1.2 Синтез и подготовка образцов к измерениям
II. 1.3 Химический анализ
II. 1.4 Рентгенофазовый анализ
II. 1.5 Термический анализ
II. 1.6 Электрофизические измерения
И.2 ФАЗООБРАЗОВАНИЕ В ПРОЦЕССАХ СИНТЕЗА МАГНОНИОБАТА СВИНЦА
11.2.1 Синтез магнониобата свинца из смеси оксидов
11.2.2 Синтез в присутствии солевых расплавов
11.2.3 Синтез магнониобата свинца после
обработки смеси оксидов в кислых средах
11.2.4 Самораспространяющийся высокотемпературный синтез
11.2.5 Синтез магнониобата свинца,
исходя из Pb3Nb208 и MgO
11.2.6 Синтез магнониобата свинца
по "колумбитной" технологии
11.3 ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРОНИЦАЕМОСТЬ И ЭЛЕКТРОСТРИКЦИОННАЯ ДЕФОРМАЦИЯ В КЕРАМИЧЕСКИХ ТВЕРДЫХ РАСТВОРАХ НА ОСНОВЕ СИСТЕМЫ МАГНОНИОБАТ—ТИТАНАТ СВИНЦА
II.3.1 Электрострикционные свойства некоторых
твердых растворов системы магнониобат—титанат свинца
И.3.2 Диэлектрические и электрострикционные свойства некоторых легированных твердых растворов на основе системы магнониобат—титанат свинца
11.3.3 Диэлектрические и электрострикционные свойства некоторых твердых растворов системы магнониобат—титанат свинца, легированных лантаном

11.3.4 Диэлектрические и электрострикционные свойства некоторых фторированных твердых растворов на основе магнониобата свинца
11.4 ФАЗОВЫЕ СОСТОЯНИЯ В МАГНОНИОБАТЕ СВИНЦА И ТВЕРДЫХ РАСТВОРАХ СИСТЕМЫ МАГНОНИОБАТ—ТИТАНАТ СВИНЦА
11.4.1 Исследование фазовых состояний в керамических твердых растворах системы магнониобат - титанат свинца,
влияние температуры и поля на межфазные переходы
11.4.2 Феноменологическое описание температурных фазовых переходов в твердых растворах системы
магнониобат—титанат свинца
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Уже более 40 лет, начиная с первых сообщений Г. А.Смоленского с коллегами [1,2,3], магнониобат свинца является модельным объектом при изучении необычных, порой уникальных, электрофизических свойств композиционно неупорядоченных сегнетоактивных материалов. Наличие широкого температурного максимума диэлектрической проницаемости послужило причиной назвать такого типа соединения и многочисленные твердые растворы "сегнетоэлектриками с размытым фазовым переходом". Чуть позже за особый механизм диэлектрической поляризации, приводящий к сильной частотной дисперсии, их часто стали называть "релаксорными сегнетоэлектриками" [4]. В последние годы на основании результатов прецизионных структурных исследований, а также акустических, диэлектрических и прочих измерений в широком частотном диапозоне была выявлена определенная аналогия между этими объектами и неупорядоченными магнитными системами (спиновыми стеклами). Это позволило высказать предположение о том, что в магнониобате свинца и родственных ему материалах в определенных температурно-полевых условиях реализуется состояние дипольного стекла [5-7]. В настоящее время данная модель сегнетоэлектрического состояния в магнониобате свинца активно разрабатывается.
Кроме чисто теоретического интереса исследование свойств маг-нониобата свинца и твердых растворов на его основе имеет и большое практическое значение, обусловленное, в частности, высокими значениями диэлектрической проницаемости в области перехода (многослойные керамические конденсаторы [8,9]), а также рекордным уровнем практически безгистерезисной электрострикционной деформации (прецизионные токарные станки, системы адаптивной оптики,

уровнями спонтанной поляризации, метастабильно закрепляются макроскопическими энергетическими барьерами. Таким образом, в отсутствии поля самопроизвольный температурный фазовый переход в сегнетоэлектрическое состояние может и не осуществиться. Определение термодинамически стабильной фазы кристалла при каждой заданной температуре требует выяснения того, какое из метастабильных состояний имеет наименьшее значение свободной энергии Гиббса (рис.1.3.3). В фазе дипольного стекла минимальное значение О(Р) соответствует хаотической ориентации локальных спонтанных дипольных моментов (Р3=0). Смешанная фаза отличается частичным дипольным упорядочением основного состояния и Р5 >0 (однако локальный минимум в(Р) сохраняется и при Р5=0). Наконец, при низких температурах основное состояние будет характеризоваться максимальной спонтанной поляризацией.
Одним из главных критериев при оценке фазового состояния кристалла может быть использована форма петли диэлектрического гистерезиса, измеренная на инфранизких частотах:
1) фаза Гриффитца - нелинейная, Б-образная кривая без остаточной поляризации;
2) фаза дипольного стекла - эллиптические, наклонные узкие петли;
3) смешанная фаза - петля содержит прямоугольный участок в районе коэрцетивных полей;
4) сегнетофаза - прямоугольные петли с хорошей насыщаемостью (рис.1.3.3).