Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов
Основан в 2009 году


Структура и диэлектрические свойства слоистого композита титанат бария – феррит бария

О.В. Малышкина, Г.С. Шишков, А.И. Иванова

ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»

DOI: 10.26456/pcascnn/2022.14.194

Оригинальная статья

Аннотация: В работе представлены результаты исследования влияния постоянного магнитного поля на дисперсию комплексной диэлектрической проницаемости слоистого композита (связность 2-2) на основе титаната бария – феррита бария. Показано, что при изготовлении магнитоэлектрического композита титанат бария – феррит бария со связность 2-2 появляется сильная диффузия железа в слой керамики титаната бария на границе раздела двух материалов. Обнаружено, что железо проникает равномерно, со случайными отклонениями и экспоненциального спада по мере вхождения железа в титанат бария не наблюдается. Установлено, что постоянное магнитное поле не влияет на диэлектрические характеристики в переменном электрическом поле на частотах выше 1600 Гц. При более низких частотах, отжиг в параэлектрической фазе увеличивает сопротивление образца, а последующее воздействие постоянного магнитного поля приводит к его уменьшению. Выявлено, что
изменение типа связности магнитоэлектрического композита от 0-3 к 2-2 добавляет дополнительные,
более мелкие, резонансные и антирезонансные пики при исследовании пьезоэлектрических свойств методом резонанса – антирезонанса. При этом образцы имеют достаточные для практического применения величины пьезоэлектрического модуля (d31 > 40·10-12 Кл/Н; d33 > 120·10-12 Кл/Н).

Ключевые слова: мультиферроик, феррит бария, титанат бария, магнито- электрический композит, структура пьезоэлектрической керамики

  • Малышкина Ольга Витальевна – д.ф.-м.н., профессор, профессор кафедры компьютерной безопасности и математических методов управления, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
  • Шишков Григорий Сергеевич – аспирант 4 года обучения, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
  • Иванова Александра Ивановна – к.ф.-м.н., доцент кафедры прикладной физики, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»

Ссылка на статью:

Малышкина, О.В. Структура и диэлектрические свойства слоистого композита титанат бария – феррит бария / О.В. Малышкина, Г.С. Шишков, А.И. Иванова // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2022. — Вып. 14. — С. 194-202. DOI: 10.26456/pcascnn/2022.14.194.

Полный текст: загрузить PDF файл

Библиографический список:

1. Смоленский, Г.А. Сегнетомагнетики / Г.А. Смоленский, И.Е. Чупис // Успехи физических наук. – 1982. – Т. 137. – Вып. 7. – С. 415-448. DOI: 10.3367/UFNr.0137.198207b.0415.
2. Звездин, А.К. Неоднородное магнитоэлектрическое взаимодействие в мультиферроиках и вызванные им новые физические эффекты / А.К. Звездин, А.П. Пятаков // Успехи физических наук. – 2009. – Т. 179. – Вып. 8. – С. 897-904. DOI: 10.3367/UFNe.0179.200908i.0897.
3. Kleemann, W. Multiferroic and magnetoelectric nanocomposites for data processing / W. Kleemann // Journal of Physics D: Applied Physics. – 2017. – V. 50. – № 22. – Art. № 223001. – 13 p. DOI: 10.1088/1361-6463/aa6c04.
4. Пятаков, А.П. Магнитоэлектрические материалы и мультиферроики / А.П. Пятаков, А.К. Звездин // Успехи физических наук. – 2012. – Т. 182. – Вып. 6. – С. 593-620. DOI: 10.3367/UFNe.0182.201206b.0593.
5. Ortega, N. Multifunctional magnetoelectric materials for device applications / N. Ortega, A. Kumar, J.F. Scott, R.S. Katiyar // Journal of Physics: Condensed Matter. – 2015. – Vol. 27. – № 50. – Art. № 504002. – 23 p. DOI: 10.1088/0953-8984/27/50/504002.
6. Vopson, M. Fundamentals of multiferroic materials and their possible applications / M. Vopson // Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences. – 2015. – V. 40. – I. 4. – P. 223-250. DOI: 10.1080/10408436.2014.992584.
7. Yang, T. N. Predicting effective magnetoelectric response in magnetic-ferroelectric composites via phase-field modeling / T. N. Yang, J.-M. Hu, C. W. Nan, L. Q. Chen // Applied Physics Letters. – 2014. – V. 104. – I. 5. – P. 052904-1-052904-5. DOI: 10.1063/1.4863941.
8. Karpenkov, D.Y. Multilayered ceramic heterostructures of lead zirconate titanate and nickel-zinc ferrite for magnetoelectric sensor elements. / D.Y. Karpenkov, A.A. Bogomolov, A.V. Solnyshkin et al. // Sensors and Actuators A: Physical. – 2017. – V. 266. – P. 242-246. DOI: 10.1016/j.sna.2017.09.011.
9. Grechishkin, R.M. Magnetoelectric effect in metglas/piezoelectric macrofiber composites / R.M. Grechishkin, I.A. Kaplunov, S.E. Ilyashenko et al. // Ferroelectrics. – 2011. – V. 424. – I. 1. – P. 78-85. DOI: 10.1080/00150193.2011.623939.
10. Makarova, L.A. Elastically coupled ferromagnetic and ferroelectric microparticles: new multiferroic materials based on polymer, NbFeB and PZT particles. / L.A. Makarova, Yu.A. Alekhina, N.S. Perov et al. // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. – 2017. – V. 470. – P. 89-92. DOI: 10.1016/j.jmmm.2017.11.121.
11. Окадзаки, К. Технология керамических диэлектриков / К. Окадзаки; пер. с японского М.М. Богачихина, Л.Р. Зайонца. – М.: Энергия, 1976. – 336 c.
12. Malyshkina, O.V. Multiferroic ceramics based on barium titanate and barium ferrite. / O.V. Malyshkina, G.S. Shishkov, A.I. Ivanova, Y.A. Malyshkin, Y.A. Alexina // Ferroelectrics. – 2020. – V. 569. – I. 1. – P. 215-221. DOI: 10.1080/00150193.2020.1822679.
13. Srinivasan, G. Magnetoelectric interactions in hot-pressed nickel zinc ferrite and lead zirconante titanate composites. / G. Srinivasan, C.P. Devreugd, C.S. Flattery, V.M. Laletsin, N. Paddubnaya // Ferroelectrics. – 2004. – V. 85. – I. 13. – P. 2550-2552. DOI: 10.1063/1.1795365.
14. Малышкина, О.В. Оптимизация технологии получения композита на основе феррита бария и титаната бария / О.В. Малышкина, Гр.С. Шишков, А.И. Иванова // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и
наноматериалов. – 2021. – Вып. 13. – С.740–749. DOI: 10.26456/pcascnn/2021.13.740
15. Jonscher, A.K. Dielectric relaxation in solids / A.K. Jonscher. – London: Chelsea Dielectrics Press, 1983. – 396 p.
16. Головнин, В.А. Физические основы, методы исследования и практическое применение пьезоматериалов / В.А. Головнин, И.А. Каплунов, Б.Б. Педько, О.В. Малышкина, А.А. Мовчикова. – М.: ТЕХНОСФЕРА, 2013. – 272 с.

⇐ Предыдущая статья | Содержание | Следующая статья ⇒