Динамика доменных границ и релаксационные явления в сегнетоэлектрических твердых растворах со структурой перовскита

• Автор: Попов, Сергей Викторович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 143 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 .ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1. ГСегнетоэлектрики с размытым фазовым переходом
(релаксоры)
1.1.1. Основные понятия и обозначения физики сегнетоэлектриков с размытым фазовым переходом
1.1.2.Некоторые физические свойства типичных релаксорных сегнетоэлектриков
1.1.3.Стеклоподобное поведение сегнетоэлектриков с размытым
фазовым переходом
1.1.4.Современные представления о фазовых переходах в релаксорах
1.2.Высокотемпературные керамические материалы цирконат свинца и
титанат калия-висмута
1.2.1 .Структура и физические свойства керамики цирконата свинца
1.2.2.Структура и физические свойства керамики титанита калия-
висмута
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИЗМЕРЕНИЙ И ПОЛУЧЕНИЕ ОБРАЗЦОВ
2.1.Обоснование выбора методик исследований
2.2.Установки для комплексного исследования низко- и инфранизко-частотных диэлектрических свойств
2.3.Установка для комплексных исследований инфранизкочастотных механических свойств твердых тел
2.4.Расчет внутреннего трения, модуля сдвига и погрешностей измерений
2.5.Технология получения сегнетокерамических твердых растворов хКо.5В10.5ТЮз+(1-х)РЬ2гОз
2.5.1.Подбор исходных материалов
2.5.2.Расчет необходимого количества реактивов
2.5.3.Предварительная обработка
2.5.4.Синте з
2.5.5.Измельчение брикетов и прессование таблеток
2.5.6. Отжиг заготовок
2.5.7.Механическая обработка и нанесение электродов
ГЛАВА 3.ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТАСТАБИЛЬНЫХ СОСТОЯНИЙ В ОБЛАСТИ РАЗМЫТОГО ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА В ТВЕРДЫХ РАСТВОРАХ КрзВйзТЮз-РЬггОз
3.1.Процессы медленной диэлектрической релаксации доменных границ
в области аномального термического гистерезиса
3.2.Механизм взаимодействия доменных границ с точечными
дефектами
ГЛАВА 4.НИЗКОТЕМПЕРАТУРНАЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ РЕЛАКСАЦИЯ В ТВЕРДЫХ РАСТВОРАХ К0.5В1о 5ТЮ3-РЬ2г03
4.1. Диэлектрическая дисперсия в твердых растворах К0 5В1о.5ТЮ3-РЬ2г03 при низких температурах
4.2.Релаксационная модель электростатического взаимодействия 90°-ных
доменных границ с точечными дефектами
ГЛАВА 5 .НИЗКОЧАСТОТНАЯ МЕХАНИЧЕСКАЯ РЕЛАКСАЦИЯ В СЕГНЕТОКЕРАМИКЕ НА ОСНОВЕ ЦИРКОНАТА-ТИТАНАТА
СВИНЦА (ЦТС)
5.1 .Изучение низкочастотного внутреннего трения в ЦТ С
5.2.Релаксация долгоживущих метастабильных состояний в
сегнетоэлектрической фазе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. В последнее время непрерывно возрастает интерес к исследованиям физических свойств сегнетоэлектрических твердых растворов со структурой перовскита (которые могут обладать размытыми фазовыми переходами) в окрестности точки Кюри и вдали от нее в сегнетоэлектрической фазе. Это связано как с актуальностью для фундаментальной физики твердого тела, т.е. для создания теории реальных сегнето-электриков, так и с возможностью существенного улучшения их важных рабочих характеристик на основе управления реальной структурой материалов, а также для решения принципиально новых технических задач.
До недавнего времени основной акцент при исследовании сегнетоэлек-триков был направлен на изучение физических свойств идеальных бездефектных материалов. Однако известно, что дефекты кристаллической структуры оказывают значительное, а порой и определяющее влияние на их различные свойства (электрические, акустические, оптические и др.). Надежно установлено, что сегнетоэлектрические доменные границы могут взаимодействовать с подвижными дефектами кристалла, причем такое взаимодействие проявляется в аномальном поведении различных структурночувствительных свойств материалов.
Одними из надежных и чувствительных методов изучения физических свойств реальных сегнетоэлектриков, в значительной мере определяющихся взаимодействием различных дефектов с кристаллической решеткой, являются методы исследования диэлектрических характеристик и низкочастотного внутреннего трения. Данные методы исследования могут дать ценнейшую информацию о состоянии и динамике доменной структуры, которую можно использовать для создания теории размытых фазовых переходов. Несмотря на большое число публикаций в настоящее время нет единой точки зрения на

физические свойства релаксоров, если и существует, то не является определяющим.
Из многочисленных экспериментальных и теоретических работ, посвященных СЭ с острым ФП, например, [69-71], известно, что многие физические свойства реальных СЭ определяются состоянием и динамикой доменной структуры и ее взаимодействием с дефектами кристаллической решетки.
Большинство рассмотренных выше моделей для объяснения особенностей физических характеристик релаксоров вообще не учитывает влияния на них доменных границ, в то время, как согласно [66, 67, 72-77] оно является существенным. Совершенствование экспериментальных методик в последнее время, как показано в обзоре [32], позволило для керамики Р1Э2,Т провести прямое наблюдение нанодоменной структуры и эволюции нанодоменов до обьгчных сегнетоэлектрических доменов. Для РММ, охлажденном в нулевом поле, наблюдались [32] скачки Баркгаузена, которые обычно возникают при переключении СЭ микродоменов.
Подводя итог рассмотренным в этой главе литературным источникам, можно сделать следующие выводы:
1. Результаты проведенных к настоящему времени экспериментальных и теоретических исследований в сегнетоэлектрических релаксорах показывают, что многие стороны этой проблемы изучены недостаточно. Большой практический интерес к этим материалам свидетельствует о перспективности и актуальности дальнейшего их изучения, стимулирует поиск и получение новых релаксоров.
2. Трактовка большинства экспериментальных результатов проводится, как правило, без учета реальной структуры кристаллов, хотя ряд данных свидетельствует о сильном влиянии на большинство физических характеристик релаксоров точечных дефектов, доменных и межфазных границ.