Разработка способов повышения эффективности пьезокерамических материалов для устройств электронной техники

• Автор: Мараховский, Михаил Алексеевич
• Шифр специальности: 05.27.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Новочеркасск
• Количество страниц: 168 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Обзор литературы. Современное состояние

ссгнетоэлектрического материаловедения

1.1.Модельные объекты

1.1.1.Структура типа перовскита

1.1.2. Критерии устойчивости

1.2. Электрофизические свойства материалов на основе СЭ фаз

1.2.1. Пиро- и пьезоэлектрические эффекты, электрострикция

1.2.2. Уравнения пьезоэлектрического эффекта

1.3.Пьезокерамические материалы на основе фаз 32 кислородно-октаэдрического типа
1.3.1. Пьезокерамические материалы на основе тетрагональных фаз 32 ВаТЮ3, Ва1_хМехТЮз (Ме = Са, вг, Ва, РЬ) и ВаТ11_хМех03 (Ме = Zr,

1.3.2. СЭ фазы со структурой типа перовскита, содержащие ионы 32 свинца в позиции (А)
1.4. Механизмы спекания керамических материалов
1.4.1. Особенности процесса роста зёрен
1.4.2. Механизмы процессов спекания прессзаготовок

1.4.3. Спекание в присутствии жидкой фазы

1.4.4. Спекание под давлением

1.5. Методы управления процессами спекания

1.6. Области использования пьезоматериалов на основе фаз системы ЦТС
Глава 2. Методики проведения экспериментальных исследований

2.1.Теоретическое обоснование выбора методов исследования
2.2. Методики исследований процессов формирования порошков 73 сегнетофаз
2.2.1. Зондовая и туннельная микроскопия
2.2.2. Дифракционные методы анализа
2.2.3.Термнческнй анализ
2.3. Изготовление пьезокерамических материалов
Глава 3. Исследование влияния способов механической активации
порошков прекурсоров и сегнетофаз на ЭФП пьезоматерналов ЗЛ.Введение
3.2. Объекты исследования и технологии синтеза порошков 88 сегнетофаз
3.3. Технология изготовления пьезокерамических материалов из 101 порошков, синтезированных различными методами
3.4. ЭФП пьезокерамнчсскнх материалов фиксированного состава,
изготовленных из порошков, полученных в рамках различных ТП Глава 4. Особенности механизмов формирования керамического
каркаса на свойства пьезоматериалов на основе фаз системы ЦТС
4.1. Спекание прессзаготовок на основе фаз системы ЦТС в 112 присутствии высокотемпературной жидкости
4.1.1.Технологнческнй процесс изготовления образцов и программа
эксперимента
4.1.2. Влияние на ЭФП керамических материалов параметров 120 процесса синтеза порошков целевой пьезофазы
4.1.3. Изменение ЭФП целевого пьезоматериала за счёт 122 варьирования качественного состава высокотемпературной жидкости
Глава 5. Разработка способа повышения ЭФП пьезоматериалов,
основанный на создании композиционных керамических материалов типа 3-3 (пьезофаза -пьезофаза).
5.1. Объекты исследований и способы их изготовления
5.2. Технология изготовления и ЭФП композиционных 136 керамических материалов типа 3-3 (пьезофаза — пьезофаза).
5.3. Изменение условий спекания керамических пьезокомпозитов 147 типа
Глава 6. Обсуждение результатов и выводы
6.1. Обсуждение результатов
6.2. Выводы
Список сокращений
Используемая литература
Приложение

Для изготовления анизотропной пьезокерамики наибольшее значение имеют фазы системы РЬТЮз - СаТЮз (рисунок 13).
СаТЮ, к (%) РЬТЮл
Рисунок 13 - Параметры элементарных ячеек твердых растворов фаз системы РЬТЮз - СаТЮз в зависимости от состава [33]
Установлено, что введение в титанат свинца СаТЮз, снижает степень тетрагонального искажения фазы твёрдого раствора по сравнению с РЬТЮз, что уменьшает вероятность разрушения керамики и кристаллов на их основе в процессе фазового перехода. При этом степень искажения можно варьировать в достаточно широких пределах, т.е. управлять процессом образования микротрещин. Этот приём позволяет формировать пьезокомпозиты типа 3 — 3 и 3 - О сегнетофаза - воздух с различной микроструктурой, т.е. в необходимой для данной области применения степени подавлять поперечную пьезоактивность материала. Концентрационный предел существования при с.у. тетрагональных сегнетофаз состава РЬхСа].хТЮз лежит в пределах значений х от 1,0 до 0,6 [33].
С ростом различий в строении сегнетофаз вид диаграммы усложняется (рисунок 14)