Вышедшие номера
Модификация технологии изготовления и основные характеристики пьезокерамики BiScO3-PbTiO3
грантов нет
Гук Е.Г. 1, Смирнова Е.П.1, Климов В.Н.2, Панкратьев П.А. 1, Зайцева Н.В.1, Сотников А.В.1, Мухин Е.Е. 1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
2Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт"--Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов "Прометей", Санкт-Петербург, Россия
Email: esmirnoffa@gmail.com, Ais-berg87@mail.ru, pavel-pankratiev@yandex.ru, nvz47@yandex.ru, andrew.sotnikov2014@yandex.ru, e.mukhin@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 14 мая 2024 г.
В окончательной редакции: 14 мая 2024 г.
Принята к печати: 15 мая 2024 г.
Выставление онлайн: 5 августа 2024 г.

Предложена модифицированная технология изготовления керамики методом двустадийного обжига, в которой охлаждение от высокотемпературной первой стадии до низкотемпературной второй происходит без принудительного охлаждения. Проведено исследование влияния режима охлаждения между двумя стадиями обжига на пьезоэлектрические модули керамики. С помощью модифицированной технологии синтезирована высокотемпературная керамика состава 0.36BiScO3-0.64PbTiO3, и исследованы ее структурные и пьезоэлектрические параметры. Показано, что керамика имеет тетрагональную структуру (P4mm) с составом вблизи морфотропной фазовой границы, как и твердый раствор того же состава, синтезированный по традиционной одностадийной технологии. Синтезированная по новой технологии керамика характеризуется высокой плотностью, составляющей 97% от теоретически возможной. Средние размеры ее зерен находятся в пределах 0.8-1.0 μm. Полученная величина пьезоэлектрического модуля d33 в образцах, изготовленных с использованием модифицированной технологии, достигает 525 pC/N. Ключевые слова: пьезоэлектрическая керамика, технология двустадийного отжига, оптимизация.
  1. К. Окадзаки. Технология керамических диэлектриков. Энергия, М. (1976). 336 с. [K. Okazaki. Ceramic Engineering for Dielectrics. Gakken-sha Publishing, Tokyo (1969)]
  2. A.J. Bell. J. Eur. Ceram. Soc. 28, 7, 1307 (2008)
  3. X.-H. Wang, I.-W. Chen, X.-Y. Deng, Y.-D. Wang, L.-T. Li. J. Adv Ceram. 4, 1, 1 (2015)
  4. D. Bochenek, A. Chrobak, G. Dercz. Materials 15, 23, 8461 (2022)
  5. М.А. Мараховский, А.А. Панич. В сб. тр. конф. "Компьютерные и информационные технологии в науке, инженерии и управлении "КОМТЕХ-2022" Таганрог, 8-10 июня (2022)
  6. R.E. Eitel, C.A. Randall, T.R. Shrout, Seung-Eekpark. Jpn. J. Appl. Phys. 41, Part 1, 4A, 2099 (2002)
  7. J. Chaigneau, J.M. Kiat, C. Malibert, C. Bogicevic. Phys. Rev. B 76, 9, 094111 (2007)
  8. Y. Dong, Z. Zhou, R. Liang, X. Dong. J. Am. Ceram. Soc. 103, 9, 4785 (2020)
  9. I.W. Chen, X.H. Wang. Nature 404, 6774, 168 (2000)
  10. T.T. Zou, X.H. Wang, W. Zhao, L.T. Li. J. Am. Ceram. Soc. 91, 1, 121 (2008)
  11. H. Amori n, R. Jimenez, J. Ricote, T. Hungri a, A. Castro, M. Alguero. J. Phys. D 43, 28, 285401 (2010)
  12. I. Favero, K. Karrai. Nature Photon. 3, 4, 201 (2009)
  13. X. Gao, J. Yang, J. Wu, X. Xin, Z. Li, X. Yuan, X. Shen, S. Dong. Adv. Matter. Technol. 5, 1, 1900716 (2019)
  14. N. Savage. Nature Photon. 2, 10, 636 (2008)
  15. T. Bifano. Nature Photon. 5, 1, 21 (2009)
  16. S. Chen, X. Dong, C. Mao, F. Cao. J. Am. Ceram. Soc. 89, 10, 3270 (2006)
  17. Е.П. Смирнова, В.Н. Климов, Е.Г. Гук, П.А. Панкратьев, Н.В. Зайцева, А.В. Сотников, Е.Е. Mухин. ФТТ 65, 11, 1971 (2023)
  18. U. Sutharsini, M. Thanihaichelvan, R. Sing. (2018). https://doi.org/10.5772/68083
  19. Z. Dai, J. Xie, W. Liu, S. Ge, M. Fang, D. Lin, L. Pang, H. Ji, S. Zhou, X. Ren. Mater. Lett. 241, 8, 55 (2019)
  20. А.А. Панич, С.Н. Свирская, Е.В. Карюков, А.В. Скрылев, А.Ю. Малыхин, Т.В. Вотинова. Современные проблемы науки и образования 3 (2014). https://science-education.ru/ru/article/view?id=13149
  21. U. Czubayko, V. Sursaeva, G. Gottstein, L. Shvindlerman. Acta Mater. 46, 16, 5863 (1998)
  22. G. Gottstein, A. King, L. Shvindlerman. Acta Mater. 48, 2, 397 (2000)
  23. M. Wegner, J. Leuthold, M. Peterlechner, X. Song, S.V. Divinski, G. Wilde. J. Appl. Phys. 116, 9, 093514 (2014)