Вышедшие номера
Влияние температуры обжига на размер зерен и электрокалорический эффект керамики титаната бария
Российский научный фонд, «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными, 19-79-10074
Старков И.А. 1, Анохин А.С.1,2, Мыльников И.Л.1,2, Мишнев М.А.1, Старков А.С.1,2
1Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина), Санкт-Петербург, Россия
2Университет ИТМО, Санкт-Петербург, Россия
Email: ferroelectrics@ya.ru
Поступила в редакцию: 21 сентября 2021 г.
В окончательной редакции: 3 декабря 2021 г.
Принята к печати: 6 декабря 2021 г.
Выставление онлайн: 20 января 2022 г.

Проведено теоретическое исследование распределения поляризации и механических напряжений в сегнетоэлектрическом шаре, расположенном в неограниченном диэлектрическом пространстве. Шар покрыт диэлектрической и воздушной оболочкой. Внешнее электрическое поле вдали от шара считается однородным. Поляризация в шаре удовлетворяет нелинейному уравнению Ландау-Гинзбурга, в котором учитывается наличие электрострикции. Предполагается, что для шара малых размеров влияние локальных упругих напряжений на поляризацию можно заменить на их среднее значение по объему шара. При этом предположении получено распределение напряжений и электрического поля как в шаре, так и вне его. Получена зависимость температуры Кюри-Вейсса от радиуса шара. Найденное решение используется для моделирования свойств микрогранулированной керамики. Наряду с разработанной теоретической моделью была проведена серия экспериментов по измерению диэлектрической проницаемости и электрокалорического эффекта (ЭКЭ) для керамик BaTiO3, синтезированных при разных температурах. Изменение температуры при ЭКЭ проводилось прямыми методами. Наибольшее значение ЭКЭ достигнуто для керамики, синтезированной при 1350oC. Величина изменения температуры при изменении электрического поля на 2 mV/m составила Delta T=0.42K. Полученные экспериментальные результаты показали возможность использования теоретической четырехфазной модели керамики для предсказания зависимости свойств керамики от температуры обжига. Ключевые слова: сегнетоэлектрики, электрокалорический эффект, титанат бария (BaTiO3), гранулированные среды, температура обжига, размер зерна.
  1. А.С. Сигов, Е.Д. Мишина, В.М. Мухортов. ФТТ 52, 4, 709 (2010)
  2. A. Starkov, O. Pakhomov, I. Starkov. Ferroelectrics 430, 1, 108 (2012)
  3. S. Karmanenko, A. Semenov, A. Dedyk, A. Es'kov, A. Ivanov, P. Beliavskiy, Yu. Pavlova, A. Nikitin, I. Starkov, A. Starkov, O. Pakhomov. New Approaches to Electrocaloric-Based Multilayer Cooling. In the book Electrocaloric Materials. Springer, Berlin Heidelberg (2014) Ch. VIII, P. 183--223
  4. B.M. Vul, I.M. Goldman. Compt. Rend. Acad. Sci. URSS 49, 177 (1945)
  5. Y. Bai, K. Ding, G.P. Zheng, S.Q. Shi, L. Qiao. Phys. Status Solidi A 209, 5, 941 (2012)
  6. B.C. Kim, K.W. Chae, C.I Cheon. J. Korean Phys. Soc. 76, 3, 226 (2020)
  7. X.C. Ren, W.L. Nie, Y. Bai, L.J. Qiao. Eur. Phy. J. B 88, 9, 1 (2015)
  8. А.В. Карташев, В.С. Бондарев, И.Н. Флёров, М.В. Горев, Е.И. Погорельцев, А.В. Шабанов, М.С. Молокеев, S. Guillemet-Fritsch, И.П. Раевский. ФТТ 61, 6, 1128 (2019)
  9. S. Patel, M. Kumar. AIP Advances 10, 8, 085302 (2020)
  10. M.T. Buscaglia, M. Viviani, V. Buscaglia, L. Mitoseriu, A. Testino, P. Nanni, Z. Zhao, M. Nygren, C. Harnagea, D. Piazza, C. Galassi. Phys. Rev. B 73, 064114 (2006)
  11. T. Hoshina, S. Wada, Y. Kuroiwa, T. Tsurumi. Appl. Phys. Lett. 93, 192914 (2008)
  12. B.A. Strukov, S.T. Davitadze, S.G. Shulman, B.V Goltzman, V.V. Lemanov. Ferroelectrics 301, 1, 157 (2004)
  13. N.A. Pertsev, A.G. Zembilgotov, A.K. Tagantsev. Phys. Rev. Lett. 80, 9, 1988 (1998)
  14. P. Zheng, J.L. Zhang, Y.Q. Tan, C.L. Wang. Acta Mater. 60, 13-14, 5022 (2012)
  15. M.V. Zdorovets, A.L. Kozlovskiy. Vacuum 168, 108838 (2019)
  16. O.V. Malyshkina, G.S. Shishkov, A.A. Martyanov, A.I. Ivanova. Mod. Electron. Mater. 6, 141 (2020)
  17. О.Г. Вендик, Н.Ю. Медведева, С.П. Зубко. ПЖТФ 34, 8, 13 (2008)
  18. A.S. Starkov, I.A. Starkov, A.I. Dedyk, G. Suchaneck, G. Gerlach. Phys. Status Solidi B 255, 2, 1700245 (2018)
  19. J.H. Qiu, Q. Jiang. J. Appl. Phys. 105, 3, 034110 (2009)
  20. L. Wu, M.C. Chure, K.K. Wu, W.C. Chang, M.J. Yang, W.K. Liu, M.J. Wu. Ceram. Int. 35, 3, 957 (2009)
  21. Q. Jin, B. Cui, X. Zhang, J. Wang. J. Electron. Mater. 50, 1, 325 (2021)
  22. P. Marton, I. Rychetsky, J. Hlinka. Phys. Rev. B 81, 14, 144125 (2010)
  23. Дж. Най. Физические свойства кристаллов и их описание при помощи тензоров и матриц. Изд-во ИЛ, М. (1960). 377 c
  24. Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. Теория упругости. Наука, М. (1987)
  25. А.С. Старков, И.А. Старков. ЖЭТФ 146, 5, 980 (2014)
  26. M. Vrabelj, H. Urvsivc, Z. Kutnjak, B. Rovzivc, S. Drnovvsek, A. Benvcan, V. Bobnar, L. Fulanovivc, B. Malivc. J. Eur. Ceram. Soc. 36, 75 (2016)
  27. S. Hu, C. Luo, P. Li, J. Hu, G. Li, H. Jiang, W. Zhang. J. Mater. Sci. Mater. El. 28, 13, 9322 (2017)
  28. W. Heywang. J. Mater. Sci. 6, 1214 (1971)
  29. N. Funsueb, A. Limpichaipanit, A. Ngamjarurojana. J. Phys.: Conf. Ser. 1144, 1, 012133 (2018)
  30. A. Starkov, I. Starkov, Ferroelectrics 461, 1, 50 (2014)
  31. Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. Гидродинамика. Наука, М. (1986)
  32. X.H. Wang, I.W. Chen, X.Y. Deng, Y.D. Wang, L.T. Li. J. Adv. Ceram. 4, 1, 1 (2015)

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.