Зависимость диэлектрических свойств керамики титаната бария и композита на его основе от температуры спекания
Аннотация
В работе проведено сравнение структуры и диэлектрических свойств образцов керамики титаната бария, спеченных при температурах 1100, 1150, 1200, 1250 и 1350 оС. Показано что поляризацию, достаточную для проявления пьезоэлектрического эффекта, имеют только образцы, спеченные при температурах 1250 и 1350 оС. У этих же образцов величина пирокоэффициента и остаточной поляризации значительно превосходит аналогичные значения для образцов, спеченных при более низких температурах. На основании проведенных исследований выбран оптимальный режим получения образцов композита титанат бария (80 объемных %) – феррит бария (20 объемных %).
Об авторах
О. В. МалышкинаРоссия
Малышкина Ольга Витальевна – начальник отдела диссертационных советов и докторантуры управления научных исследований,
д.ф.-м.н., профессор
А. И. Иванова
Россия
Иванова Александра Ивановна – доцент кафедры прикладной физики, к.ф.-м.н.
Г. С. Шишков
Россия
Шишков Гриорий Сергеевич – аспирант
А. Мартьянов
Россия
Мартьянов Андрей – ученик
Список литературы
1. Батаев А. А. Композиционные материалы. М: Логос, 2006. 397 с. ISBN 5-98704-026-4
2. Гращенков Д.В., Чурсова Л.В. Стратегия развития композиционных и функциональных материалов. // Авиационные материалы и технологии. 2012, С. 231–242.
3. Титов С. В., Титов В. В., Шабанов В. М., Алёшин В. А., Шилкина Л. А., Резниченко Л. А. Мультифрактальные исследования активных керамических композиционных материалов. //Конструкции из композиционных материалов. 2014, №3 (135), С. 46–52
4. Ortega N., Kumar A., Scott J. F., Katiyar R. S. Multifunctional magnetoelectric materials for device applications // Journal of Physics: Condensed Matter. 2015, Vol. 27(50), pp. 1–24. [504002]. DOI:10.1088/0953-8984/27/50/504002
5. Петров В. М. Магнитоэлектрические свойства композиционных Феррит-пьезоэлектрических материалов: дисс. … доктора технических наук. – В Новгород, 2004. – 186 с.
6. Сб. Сегнетомагнитные вещества / под редакцией Ю.Н.Веневцева, В.Н.Любимова. М.: Наука. 1990. 184 с.
7. Kallaev S. N., Omarov Z. M., Bakmaev A.G., Mitarov R.G., Reznichenko L., Bormanis K. Thermal properties of multiferroic Bi1−xEuxFeO3 (х = 0–0.40) ceramics // Journal of Alloys and Compounds, 2017, Vol. 695. pp. 3044–3047. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2016.11.347
8. Kallaev S.N., Omarov Z.M., Mitarov R.G., Sadykov S.A., Khasbulatov S.V., Reznichenko L., Bormanis K., Kundzinish M. Heat capacity and thermal conductivity of multiferroics Bi1-xPrxFeO3. // Integrated Ferroelectrics, 2019, Vol. 196 (1). pp. 120–126. https://doi.org/10.1080/10584587.2019.1591973
9. Karpenkov D.Y., Bogomolov A.A., Solnyshkin A.V., Karpenkov A.Y., Shevyakov V.I., Belov A.N. Multilayered ceramic heterostructures of lead zirconate titanate and nickel-zinc ferrite for magnetoelectric sensor elements // Sensors and Actuators A: Physical, 2017, Vol. 266. pp. 242–246. https://doi.org/10.1016/j.sna.2017.09.011
10. Grechishkin R.M., Kaplunov I.A., Ilyashenko S.E., Malyshkina O.V., Mamkina N.O., Lebedev G.A., Zalyotov A.B. Magnetoelectric effect in metglas/piezoelectric macrofiber composites// Ferroelectrics, 2011, Vol. 424. (1). pp. 78–85. https://doi.org/10.1080/00150193.2011.623939
11. Makarova L.A., Alekhina Yu.A., Perov N.S., Omelyanchik A.S., Rodionova V.V., Malyshkina O.V. Elastically coupled ferromagnetic and ferroelectric microparticles: new multiferroic materials based on polymer, NdFeB and PZT particles // Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2019, Vol. 470. pp. 89–92. https://doi.org/10.1016 /j.jmmm.2017.11.121
12. Kleemann W. Multiferroic and magnetoelectric nanocomposites for data processing. // Journal of Physics D: Applied Physics. 2017, vol. 50(22), p.223001. DOI: 10.1088/1361-6463/aa6c04
13. Magnetic Oxides and Composites /Eds. Rajshree B. Jotania and Sami H. Mahmood/ Published by Materials Research Foundations. Vol. 31, Millersville, PA, USA. 2018. ISBN: 978-1945291685
14. Malyshkina O.V., Shishkov G.S., Ivanova A.I., Malyshkin Y.A., Alexina Y.A. Multiferroic ceramics based on barium titanate and barium ferrite//Ferroelectrics, 2020, Vol. 569(1), pp 215-221. DOI: 10.1080/00150193.2020.1822679
15. Ivanova A.I. Malyshkina O.V., Karpenkov A.Yu, Shishkov G.S. Microstructure of composite materials based on barium titanate and barium ferrite. Ferroelectrics, 2020, Vol. 569(1), P. 209-214. DOI: 10.1080/00150193.2020.1822678
16. Окадзаки, К. Технология керамических диэлектриков. М.: Энергия, 1976. 336 c.
17. Пат. 0002706275 (РФ) Способ получения керамики на основе титаната бария. // А. Д. Смирнов, А. А. Холодкова, М. Н. Данчевская, С. Г. Пономарев, А. А. Васин, В. В. Рыбальченко, Ю. Д.Ивакин, 2019
18. Пат. RU 2646062C1 (РФ) Способ изготовления титаната бария (BaTiO3) для многослойных керамических конденсаторов с температурой спекания диэлектрика не более 1130 oС // К.Д. Гасымов, И.К. Ежовский, 2017
19. Slocceari G. Phase equilibrium in the subsystem BaO∙Fe2O3 – BaO∙6Fe2O3 // J. Amer. Ceram. Soc. 1973, Vol. 56, no. 9, pp. 489-490.
20. Головин В.А., Каплунов И.А., Малышкина О.В., Педько Б.Б., Мовчикова А.А. Физические основы, методы исследования и практическое применение пьезоматериалов. М: Техносфера, 2013. 272 с.
21. Отраслевой стандарт. Материалы пьезокерамические. ОСТ II 0444-87
22. Малышкина О.В., Иванова А.И., Карелина К.С., Петров Р.А. Особенности структуры керамики на основе титаната бария и титаната кальция // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. 2020, Вып. 12. С. 652–661. DOI: 10.26456/pcascnn/2020.12.652
23. McNeal M.P., Jang S.-J., Newnham R.E. The effect of grain and particle size on the microwave properties of barium titanate BaTiO3 // Journal of applied physics. 1998, Vol. 83, no 6, pp. 3288–3297.
Для цитирования:
Малышкина О.В., Иванова А.И., Шишков Г.С., Мартьянов А. Зависимость диэлектрических свойств керамики титаната бария и композита на его основе от температуры спекания. Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники. 2021;24(1). https://doi.org/10.17073/1609-3577-2021-1-
Послать статью по эл. почте 