ВЛИЯНИЕ УСЛОВИЙ ПОЛУЧЕНИЯ НА ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПЬЕЗОКЕРАМИК РАЗЛИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

УДК 666.655:537.226

  • Савчук Галина Казимировна − кандидат физико-математических наук, доцент кафедры физики. Белорусский национальный технический университет (220013, г. Минск, пр-т Независимости, 65, Республика Беларусь). E-mail: galya159@rambler.ru

  • Летко Анжелика Константиновна − научный сотрудник лаборатории “Электронная керамика”. Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению (220072, г. Минск, ул. П. Бровки, 19, Республика Беларусь). Е-mail: letko@physics.by

  • Шичкова Татьяна Александровна − кандидат химических наук, доцент кафедры физической, коллоидной и аналитической химии. Белорусский государственный технологический университет (220006, г. Минск, ул. Свердлова, 13а, Республика Беларусь). E-mail: shi17@list.ru

DOI: https://doi.org/10.52065/2520-2669-2022-259-2-5-12

Ключевые слова: пьезоэлектрические керамические материалы, бессвинцовые пьезоматериалы, синтез, спекание, пьезоэлектрические параметры.

Для цитирования: Савчук Г. К., Летко А. К., Шичкова Т. А. Влияние условий получения на физические свойства пьезокерамик различного назначения // Труды БГТУ. Сер. 2, Химические технологии, биотехнологии, геоэкология. 2022. № 2 (259). С. 5–12. DOI: https://doi.org/10.52065/2520-2669-2022-259-2-5-12.

Аннотация

Изучены условия получения пьезокерамических материалов на основе двойной системы 0,2Pb(Nb2/3Zn1/3)O3 – 0,8Pb(Zr0,5Ti0,5)O3, а также бессвинцовых керамик на основе соединения (Na0,5Bi0,5)(1–х)СdхTiO3. Установлено, что использование механохимической активации позволяет снизить температуру синтеза и спекания получаемых керамик. Выявлено, что керамики двойной системы 0,2Pb(Nb2/3Zn1/3)O3 – 0,8Pb(Zr0,5Ti0,5)O3, легированной ионами галлия Ga3+ и марганца Mn2+, имеют высокие значения пьезоэлектрических параметров – это позволит использовать их в многослойных изделиях различного назначения (например, в многослойных конденсаторах устройств телекоммуникаций, медицины и др.). Показано, что керамический бессвинцовый материал состава (Na0,5Bi0,5)0,91Сd0,09TiO3 может успешно применяться в датчиках и актуаторах.

Скачать

Список литературы

  1. Handbook of advanced dielectric, piezoelectric and ferroelectric materials / ed. by Zuo-Guang Ye. Cambridge (England): Woodhead Publishing Limited, 2008. 1091 р.
  2. Бардин В. А., Васильев В. А. Двигатели для нано- и микроперемещений / в кн.: Проблемы автоматизации и управления в технических системах: сб. ст. Междунар. науч.-техн. конференции, Пенза, 23–25 апр. 2013 г. Пенза: Изд-во ПГУ, 2013. С. 259–263.
  3. Rödel J., Wook Jo., Klaus T. P., Seifert Anton E-M., Granzow T., Damjanovic D. Perspective on the Development of Lead-free Piezoceramics // J. Am. Ceram. Soc. 2009. Vol. 92. P. 1153–1177. DOI: 10.1111/j.1551-2916.2009.03061.x.
  4. Исупов В. А. Упорядочение ионов и сегнетоэлектричество в перовскитах Pb(B'0,5B''0,5)О3 // Физика твердого тела. 2007. Т. 49, № 3. С. 484–487.
  5. Акимов А. И., Савчук Г. К. Керамические материалы (диэлектрические, пьезоэлектрические, сверхпроводящие): условия получения, структура, свойства. Минск: БГУ, 2012. 256 с.
  6. Акимов А. И., Савчук Г. К., Летко А. К. Физические свойства пьезокерамики твердых растворов натрий-висмутового титаната (Na0,5Bi0,5)(1–х)AхTiO3, (A = Sr, Cd) // Вести Нац. акад. наук Беларуси. Сер. физ.-мат. наук. 2011. № 3. С. 94–99.
  7. Верещагин В. И., Плетнев П. М., Суржиков А. П., Федоров В. Е. Функциональная керамика. Новосибирск: Наука, 2004. 348 с.
  8. Wang X., Murakami K., Kaneko S. High-performance PbZn1/3Sb2/3O3 – PbNi1/2Te1/2O3 – PbZrO3 – PbTiO3 ceramics sintered at a low temperature with the aid of complex additives Li2CO3 – Bi2O3 – CdCO3 // Jpn. J. Appl. Phys. 2000. Vol. 39. P. 5556–5559. DOI: 10.1143/JJAP.39.5556.
  9. Ngamjarurojana Athipong, Khamman Orawan, Ananta Supon. Synthesis, phase formation and characterization of lead zinc niobate-lead zirconate titanate powders via a rapid vibromilling method // 3 st. Congress on Science and Technology of Thailand at Suranaree University of Technology, 18–20 October. 2005. Р. 523–526. DOI:10.1007/s10832-007-9290-4.
  10. Aksel E., Jones J. L. Advances in Lead-Free Piezoelecric Materials for Sensors and Actuators // Sensors. 2010. Vol. 10. P. 1935–1954. DOI: 10.3390/s100301935.
  11. Shannon R. D. Revised effective ionic radii and systematic studies of interatomic distances in Halides and Shalcogenide // Acta Crystal. 1976. Vol. A32. P. 751–767.
  12. Khesro A., Wang D., Hussain F., Sinclair D., Feteira A., Reaney I. M. Temperature Stable and Fatigue Resistant Lead-free Ceramics for actuators // Appl. Phys. Lett. 109. 142907. 2016. DOI: 10.1063/1.4964411.
Поступила 08.04.2022