Особенности температурно-полевых структурных переходов в твёрдых растворах на основе цирконата свинца

• Автор: Решетникова, Елена Анатольевна
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Ростов-наДону
• Количество страниц: 128 с. : ил.

Введение.

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Кристаллическая структура, влияние параметров состояния дефектность, температура, электрическое иоле на фазовые переходы в монокристаллах и керамике цирконата
свинца.

1.1.1. Влияние электрического поля на антиссгнстоэлектричсские

кристаллы

1.1.2. Влияние дефектов на характер дипольного упорядочения

1.2. Влияние кристаллохимических факторов на стабилизацию ссгнетоэлсктрическнх и антиссгнетоэлектрических фазовых состояний в твердых растворах на основе цирконата свинца
1.3. Структура и дигтольное упорядочение в твердых растворах системы цирконат титанат свинца ЦТС

1.4. Фазовые переходы в твердых растворах системы цирконат свинца станнат свинца

1.5. Влияние Ьа3, МЬ3 и некоторых других изо и гетсроваленгных замещений на относительную устойчивость полярных и неполярных фазовых состояний в системе ЦТС.
1.6. Структура, структурные переходы в тврдых растворах цирконатстаннаттитанат свинца
Глава 2. Экспериментальная часть.
2.1. Исходные вещества, методы синтеза и исследования.
2.1.1. Исходные вещества.
2.1.2. Синтез и подготовка образцов к измерениям.
2.1.3. Рентгенофазовый анализ
2.1.4. Электрофизические измерения.
2.2. Влияние некоторых вариантов изо и гетероваленгного легирования цирконата свинца на стабилизацию сегнетоэлсктричсского и антисегнстоэлектричсского состояния
2.2.1. Легирование цирконата свинца акцепторными давками.
2 Легирование цирконата авинца догорными добавками I ,5, i.
2.3. Фазообразованис в донированных ионами 3 и 3 керамических тврдых растворах системы i.
2.3.1. Температурные переходы в керамических твердых растворах ,.x.xi.
2.3.2. Температурные переходы в керамических твердых растворах .xi0.
2.3.3. Сопоставление температурнокомпозиционных границ межфазных переходов
2.3.4. Влияние внешнего электрического поля на условия стабилизации антисегнетоэлектрическпх и сегнетоэлекгрических состояний в тврдых растворах систем i.x.xi.
2.4. Фазообразование в керамических тврдых расговорах i.x.4,.
2.4.1. Температурные переходы в керамических твердых растворах i.vxi0.5.
2.4.2. Влияние внешнего электрического ноля на условия стабилизации антисегнетоэлектрическпх и сегнстоэлектрических состояний в системе
,.x.x,0.5.
Список цитируемой литерату ры
Введение


Эти структурные состояния оказываются разделенными фазами со слабым смятием или РЕщьтъ или АРЕт в зависимости от режима изменения температуры. Объяснение аномально сильного увеличения диэлектрической восприимчивости при формировании АРЕТ фазы в присутствии внешнего поля в системах ЦСТС и ЦСМНС растущей поляризуемостью структуры даже измерительными напряжениями. СТр. Е0. ДТэсгО. Глава 1. Кристаллическая структура, влияние параметров состояния дефектность, температура, электрическое поле па фазовые переходы в монокристаллах и керамике циркоиати свинца. В некоторых кристаллах фазовый переход с изменением симметрии рештки приводит к антипараллельному расположению дипольных моментов антиссгнетоэлекгрические кристаллы. Наиболее известным антисегнетоэлсктриком АСЭ является РЬгЮз. Особенности структуры цирконата свинца, определяющие его ЛСЭсвойства были впервые описаны в году 4. При высоких температу рах он обладает прототипной кубической структурой перовскита, но при понижении температуры характеризуется четкой диэлектрической аномалией вблизи 0С. Высокотемпературная фаза является параэлсктричсской с диэлектрической проницаемостью, следующей закону КюриВейса с константой Кюри С 1. К и температурой Вейса То0С. В работе 5 были обнаружены сверхструктурные линии, свидетельствующие, что истинная ячейка в параэлсктрической фазе искажена и является мультиплстной. Согласно некоторым ранним рентгеновским и нейтронографическим исследованиям 4,6, а также оптическим исследованиям в поляризованном свете 7, при температурах ниже 0С имеет место ромбическое антисегентоэлектрическое искажение элементарной ячейки, которая содержит 8 формульных единиц РЬ7Юз. Пространственная группа, согласно Гб, РЬа2. Было установлено, что в узком интервале температур между параэлсктрической и антисегнетоэлекгрической фазами существует полярная фаза, структура и особенности е формирования будет описана ниже. Ионы свинца попарно смещены из положений в идеальной кубической решетке в плоскости 1 в противоположные стороны примерно вдоль диагонали грани кубическое направление 0, ромбическая ось а. Таким же образом смещены ионы циркония. Кроме того, имеются небольшие составляющие смещений вдоль оси Ь. Ионы кислорода также антипараллелъно смещены в плоскости 1. Таким образом, плоскость 1 является неполярной. А. ионов циркония 0. А вдоль оси Ь ионов свинца 0. А, ионов циркония 0. На рисунке 1 схематически показаны сдвиги ионов свинца в проекции на плоскость 1, согласно 4, которые были подтверждены в 6. Одновременно наблюдаются нескомпенсированные компоненты смещений ионов кислорода вдоль оси с, которые должны были бы давать спонтанную поляризацию мкКл. Параметры ромбической элементарной ячейки при комнатной температуре равны а 5. А, Ь . А, с
н . Рисунок 1 Проекция на плоскость 1 антисегнстоэлсктрической структу ры РЬХЮз 4. Стрелки показывают направление сдвигов ионов свинца. Каждый квадрат соответствует элементарной ячейке с параметром ао, содержащей формульную единицу РЬгЮ3. В плоскости 1 не имеется заметного сдвига и выполняется соотношение Ь2а, в результате чего структура является пссвдотетрагон ал ыюй. Расстояния при комнатной температуре лежат в пределах от 2. А. Наименьшее расстояние между ионами циркония и кислорода равно 1. А. Рассмотрение кратчайших расстояний между ионами свинца и кислорода показывают, что в цирконате свинца в случае пространственной группы РЬа2 могут реализоваться две различные конфигурации кратчайших расстояний и, следовательно, возможны два типа систем частично ковалентных связей между свинцом и кислородом 6,8. Объем пссвдокубической ячейки в ромбической антисегнетоэлектрической фазе меньше, чем в параэлектрической фазе, объем в сегнетоэлектричсской фазе больше, чем в парафазе. В большинстве экспериментов, как было сказано ранее, выполненных на керамическом цирконате свинца, в процессе охлаждения вблизи 0С зафиксирован фазовый переход в ромбоэдрическую ссгнетоэлектрическую фазу, существующую в узком температурном интервале, и затем в орторомбическую антиссшетоэлскгрическую фазу 5,9,.