Структура и диэлектрические свойства керамики KNN, легированной Ti
Е.В. Барабанова, С.Е. Кондратьев, А.И. Иванова
ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
DOI: 10.26456/pcascnn/2023.15.246
Оригинальная статья
Аннотация: Работа посвящена исследованию влияния технологии получения керамики ниобата калия натрия с акцепторной примесью Ti4+ на ее структуру и диэлектрические свойства. Целью работы являлось определение путей получения однофазного состава легированной керамики и роли модифицирующей добавки TiO2. Показано, что замещение титаном ниобия сохраняет кубическую форму зерен ниобата калия натрия, повышает диэлектрические потери и вызывает значительную по величине миграционную поляризацию. Последнее приводит к тому, что максимум температурной зависимости диэлектрической проницаемости на низких частотах у исследованной керамики не наблюдается. Смещение температуры фазового перехода, вызванное легированием, не наблюдается. У всех образцов, несмотря на неоднородность элементного состава и зеренной структуры, температура фазового перехода соответствует температуре фазового перехода чистого ниобата калия натрия.
Ключевые слова: ниобат калия натрия, сегнетоэлектрические твердые растворы, диэлектрическая проницаемость, акцепторная примесь, фазовый переход
- Барабанова Екатерина Владимировна – к.ф.-м.н., доцент, доцент кафедры прикладной физики , ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
- Кондратьев Сергей Евгеньевич – студент 2 курса магистратуры физико-технического факультета, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
- Иванова Александра Ивановна – к.ф.-м.н., доцент кафедры прикладной физики, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
Ссылка на статью:
Барабанова, Е.В. Структура и диэлектрические свойства керамики KNN, легированной Ti / Е.В. Барабанова, С.Е. Кондратьев, А.И. Иванова // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2023. — Вып. 15. — С. 246-254. DOI: 10.26456/pcascnn/2023.15.246.
Полный текст: загрузить PDF файл
Библиографический список:
1. Saito, Y. Lead-free piezoceramics / Y. Saito, H. Takao, T. Tani, et al. // Nature. – 2004. – V. 432. – I. 7013. – P. 84-87.
2. Резниченко, Л.А. Бессвинцовые сегнетопьезоэлектрические поликристаллические материалы на основе ниобатов щелочных металлов: история, технология, перспективы / Л.А. Резниченко, И.А. Вербенко, К.П. Андрюшин // Фазовые переходы, упорядоченные состояния и новые материалы. – 2013. – № 11. – С. 30-46.
3. Tellier, J. Crystal structure and phase transitions of sodium potassium niobate perovskites / J. Tellier, B. Malic, B. Dkhil et al. // Solid State Sciences. – 2009. – V. 11. – I. 2. – P. 320-324. DOI: 10.1016/j.solidstatesciences.2008.07.011.
4. Malič, B. Sintering of lead-free piezoelectric sodium potassium niobate ceramics / B. Malič, J. Koruza, J. Hreščak et al. // Materials. – 2015. – V. 8. – I. 12. – P. 8117-8146. DOI: 10.3390/ma8125449.
5. Chen, K. Acceptor doping effects in (K0.5Na0.5)NbO3 lead-free piezoelectric ceramics / K. Chen, F. Zhang, D. Li et al. // Ceramics International. – 2016. – V. 42. – I. 2. – Part A. – P. 2899-2903. DOI: 10.1016/j.ceramint.2015.11.016.
6. Mgbemere, H.E. Investigation of the dielectric and piezoelectric properties of potassium sodium niobate ceramics close to the phase boundary at (K0.35Na0.65)NbO3 and partial substitutions with lithium and antimony / H.E. Mgbemere, R.-P. Herber, G.A. Schneider // Journal of the European Ceramic Society. – 2009. – V. 29. – I. 15. – P. 3273-3278. DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2009.05.021.
7. Малышкина, О.В. Влияние паров теллура на формирование структуры и диэлектрические свойства многокомпонентной системы на основе ниобата натрия-калия / О.В. Малышкина, А.И. Иванова, Д.В. Мамаев // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2022. – Вып. 14. – С. 183-193. DOI: 10.26456/pcascnn/2022.14.183.
8. Vendrell, X. Improving the functional properties of (K0.5Na0.5)NbO3 piezoceramics by acceptor doping / X. Vendrell, J.E. García, X. Bril et al. // Journal of the European Ceramic Society. – 2015. – V. 35. – I. 1. – P. 125-130. DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2014.08.033.
9. Hussain, F. Acceptor and donor dopants in potassium sodium niobate based ceramics / F. Hussain, A. Khesro, Z. Lu et al. // Frontiers in Materials. – 2020. – V. 7. –Art. № 160. – 8 p. DOI: 10.3389/fmats.2020.00160.
10. Jonscher, A.K. Low-frequency dispersion in volume and interfacial situations / A.K. Jonscher // Journal of Materials Science. – 1991. – V. 26. – I. 6. – P. 1618-1626. DOI: 10.1007/BF00544672.
11. Jonscher, A.K. Dielectric relaxation in solids / A.K. Jonscher. – London: Chelsea Dielectrics Press, 1983. – 396 pp.