Акустические и диэлектрические свойства некоторых твердых растворов на основе ниобата натрия

• Автор: Белоусов, Михаил Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 124 с. : ил

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

ГЛАВА 1. ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ, СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ТВЁРДЫХ РАСТВОРОВ НА ОСНОВЕ НИОБАТА НАТРИЯ (ОБЗОР)

1Л. Твёрдые растворы на основе ниобата натрия

1.1.1. Фазовые переходы в ниобате натрия

1.1.2. Фазовая диаграмма системы (ЫаЫ)ЫЬО^

1.2. Термодинамическое описание фазовых переходов в аншсегнетоэлектриках

ГЛАВА 2. МЕТОДИКИ ИЗМЕРЕНИЙ И ПОЛУЧЕНИЕ ОБРАЗЦОВ

2.1. Обоснование выбора методик исследования

2.2. Установка для исследования диэлектрических параметров в широком интервале температур и частот

2.3. Методика измерения диэлектрических свойств

2.4. Установка для комплексных исследований инфранизкочасготных механических свойств твердых тел
2.5. Расчет внутреннего трения, модуля сдвига и погрешностей измерений
2.6. Подготовка и аттестация образцов
ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ КОМПЛЕКСНЫХ ДОБАВОК НА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И АКУСТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НИОБАТА НАТРИЯ
3.1. Диэлектрические свойства системы твердых растворов 0.925НаЫЮ3 -0.075(РЬхВа,.х)8пО3
3.2. Внутреннее трение в ХаМЪОз и твёрдом растворе 0.925Ма!ГЬО3 -0.075(РЬо;5Вао 5>8п03
3.3. Размытие фазовых переходов в твердых растворах 0.925Иа1МЮ3 -0.075(РЬхВа1.х)8пОз
3.4. Аномальный температурный гистерезис диэлектрической проницаемости системы ЫаЫЬОз - РЬБпОз - ВаБпОз

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ НаИЬ03 - МНЮз ВБЛИЗИ
СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА
4Л. Фазовые переходы в твердом растворе 0.875МаИЪОз
ОЛ251лЫЬОз
4.2. Низкочастотные акустические свойства 0.875МаМЬО3 - 0.1251лМЬ03 в окрестности фазовых переходов
4.2.1. Температурная зависимость механических потерь для 0.875Ыа№03 - 0.125ШЪ03
4.2.2. Амплитудные зависимости внутреннего трения в сегнетоэлек-трической и пароэлектрической фазах
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Проблема структурной неустойчивости кристаллической решётки уже продолжительное время является одной из центральных в физике твёрдого тела Несмотря на то, что ей посвящено большое количество экспериментальных и теоретических работ, удовлетворительное понимание механизмов структурных фазовых превращений было достигнуто лишь в небольшом числе наиболее простых случаев. Попытки предсказать из первых принципов появление структурной неустойчивости в произвольном кристалле сопряжены с большими трудностями, обусловленными сложностями строения кристаллической решётки и межатомных взаимодействий. В связи с этим, для выяснения причин, приводящих к фазовому переходу в каждой конкретной системе, необходимо проведение комплексных экспериментальных исследований.
Для ряда сегнетоэлектрических соединений в частности было установлено, что небольшие добавки примеси определённого сорта существенно влияют на температуру и тип фазового перехода в одних случаях и кардинально меняют тип дипольного упорядочения в других случаях.
Примером последних является ниобат натрия и твёрдые растворы на его основе. Особенностью этого соединения является уникальная последовательность структурных фазовых переходов, реализующихся в широком интервале температур. Среди них в наибольшей степени исследован переход в антисегнетоэлектрическую (АСЭ) фазу около 630 К, который при определённых условиях может быть трансформирован в сегнетоэлектриче-ский (СЭ) фазовый переход. Проблема устойчивости СЭ и АСЭ фаз в нио-бате натрия в настоящее время является предметом многочисленных дискуссий. Наряду с этим, практически не затрагиваются вопросы о кинетике перехода, размытии фазового перехода и влиянии на них дефектов кристаллической решётки и различных комплексных добавок.
Собственный момент инерции использовавшейся нами маятниковой системы имел величину 30 =0.12-10'3 ±1%, [кг-м2]. в соответствии с чем модуль сдвига определяли по формуле
О = зз-106.Т-Г2 [Па], (2.12)
здесь / и а в мм,/- Гц.
Погрешность измерения абсолютного значения И определяется в основном погрешностью определения поперечных размеров образца и составляет около 6%.
2.6. Подготовка и аттестация образцов
Использовавшиеся в эксперименте керамические твёрдые растворы на основе НаЫЬОз были получены от профессора Раевского И.П. и д.ф.-м.н. Резниченко Л, А. из Ростовского государственного университета. Изготовление данных материалов подробно описано в работах [44,114] и проводилось по стандартной керамической технологии из веществ марки ОСЧ.
Металлизацию всех образцов для диэлектрических измерений (в форме дисков диаметром 10 мм и толщиной 2мм) после предварительной шлифовки осуществляли путём вжигания скипидарной серебряной пасты при температуре 1070 К в течении 0.5 часа.
Образцы для измерения внутреннего трения и модуля сдвига представляют собой стержни прямоугольного сечения размером 2x2x20 мм, вырезанных из спечённых заготовок и отшлифованных для снятия нарушенного поверхностного слоя.