Пьезо- и диэлектрические свойства многокомпонентных твердых растворов с участием сегнетоэлектриков-релаксоров

• Автор: Таланов, Михаил Валерьевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 145 с. : ил.

СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В РАБОТЕ

КС - классический сегнетоэлектрик МО - морфотропная область ПО — полярная область

ПКР - пьезоэлектрическая керамика ростовская СЭР - сегнетоэлектрик-релаксор ПЭ - параэлектрик ТР - твердый раствор Рэ - ромбоэдрическая Т - тетерагональная М - моноклинная О - орторомбическая К - кубическая
РФП - размытый фазовый переход Е - напряженность электрического поля D - электрическая индукция Р — поляризация (поляризованность)

£ - механические деформации

с!Со - относительная диэлектрическая проницаемость d- пьезомодули

К - коэффициенты электромеханической связи

tg<5 - тангенс угла диэлектрических потерь

QM - механическую добротность

7е! 1 - модуль Юнга

Vе 1 - скорость звука

р - плотности образцов
Тсп - температура спекания
V- объем тетрагональной ячейки
у - пироэлектрический коэффициент
Тт - температура максимума диэлектрической проницаемости
Та - температура Бернса
7Vf - температура Фогеля-Фулчера
FC - (“zero-field cooling”) режим охлаждения в электрическом поле
FHaFC - (“field heating after field cooling”) режим нагрева в электрическом поле после
охлаждения в электрическом поле

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1 Твердые растворы на основе сегнетоэлектриков-релаксорв и титаната свинца (обзор литературы)
1.1 Бинарные системы твердых растворов сегнетоэлектриков-релаксоров и титаната свинца
1.2 Фазовые диаграммы Е-Т твердых растворов на основе сегнетоэлектриков-релаксоров и титаната свинца
1.3 Влияние бария на структуру и диэлектрические свойства керамик
на основе сегнетоэлектриков-релаксоров
2. Объекты, методика их получения и исследования
2.1 Твердые растворы четырехкомпонентной системы (РЬо.95Ваод)5)(2п1/зНЬ2/з)у(М8]/зНЬ2/з)т(Н1,/зНЬ2./з)п ТцОз
2.2 Методика получения образцов
2.3 Методика исследования образцов
3 Фазовая диаграмма четырехкомпонентной системы (РЬо.95Вао.о5)(гп,/зт2/з)у(Мё1/зКЬ2/3)т(К11/з№2/з)пТ1хОз и электрофизические свойства ее твердых растворов
3.1 Основные электрофизические параметры ТР и плотность
керамики
3.2Реверсивная диэлектрическая проницаемость
3.3 Диэлектрический гистерезис
3.4Электромеханический гистерезис
4 Индуцированные электрическим полем
фазовые переходы в твердых растворах системы (РЬо,95Вао.о5)(2п1/зИЬ2/з)у(М£1/зКЬ2/з)т(№[/зЫЬ2/з)п Тф.зОз
4.1 Аномалии реверсивной диэлектрической проницаемости
4.2 Аномалии электромеханических свойств
4.3 Влияние электрического поля на структуру твердых

растворов
4.4 Е-Т фазовые диаграммы
5.Влияние модифицирования барием твердых растворов системы
(РЬ1.хВах)(2п1/зКЬ2/з)0.0982(Мё1/зКЬ2/з)0.4541№,/з№2/з)0.1477Т10.зО
на их структуру, пьезо- и диэлектрические свойства
5.1 Температура спекания, плотность и фазовая диаграмма ТР
5.2Диэлектрические свойства
5.3 Пьезоэлектрические и сегнетоэластические свойства
5.4Сегнетоэлектрические свойства
5.5Униполярная деформация
5.6 Реверсивная диэлектрическая проницаемость
5.7 Возможные применения
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список литературы
Список публикаций автора по теме диссертации

продольной деформации керамик от величины напряженности внешнего электрического поля, что необходимо для оценки возможности применения этих материалов в актюаторах и перестраиваемых устройствах. Таким образом, необходимо исследовать плотности, диэлектрические, пьезоэлектрические и упругие параметры при комнатной температуре, а также реверсивные, поляризационные и деформационные характеристики.керамик второго сечения четырехкомпонентной системы РгК-РМК-РЬПЯ-РТ, полученных при различных температурах спекания.
В нашей работе [АЗ] показано, что введение 5 мол. % Ва2+ в четырехкомпонентную систему Р23Ч-РМК-РМЧ-РТ приводит к стабилизации структуры перовскита (исчезновению следов пирохлорной фазы на рентгенограммах), изменению фазового состава исследуемых керамик и значительному возрастанию величин их пьезодиэлектрических откликов. В [А4] была построена оценочная фазовая диаграмма керамик этой системы с вариацией содержания бария от 0 до 15 мол. %. Однако, положение МО на фазовой диаграмме системы требует уточнения на основании не только рентгеноструктурных, но и комплексных исследований, включающих, в том числе, результаты изучения диэлектрических, пьезоэлектрических и сегнетоэлектрических свойств, что позволило бы выделить области стабильности различных физических параметров с целью определения оптимальных составов керамик для их практических применений.
Выводы из литературного обзора. Представленные в обзоре литературные данные свидетельствуют о том, что материалы на основе сегнетоэлектриков-релаксоров, за счет высоких значений констант пьезодиэлектрических откликов, являются чрезвычайно востребованными современной промышленностью. Однако, несмотря на значительный объем известных литературных данных, вопросы о формировании морфотропной области в многокомпонентных системах на основе сегнетоэлектриков-релаксоров и о природе проявления их пьезоэлектрических и диэлектрических свойств остаются открытыми.