Влияние механоактивации на структуру, диэлектрические и пьезоэлектрические характеристики твердого раствора (1-x)BiFeO3-xBaTiO3 (x=0.29), модифицированного висмутом
Российский научный фонд, 24-22-00415
Болдырев Н.А.1, Шилкина Л.А.1, Нагаенко А.В.2, Жидель К.М.1, Резниченко Л.А.1
1Научно-исследовательский институт физики Южного федерального университета, Ростов-на-Дону, Россия
2НКТБ "Пьезоприбор" ЮФУ, Ростов-на-Дону, Россия
Email: nboldyrev@sfedu.ru, nagaenko@sfedu.ru
Поступила в редакцию: 20 ноября 2025 г.
В окончательной редакции: 1 декабря 2025 г.
Принята к печати: 1 декабря 2025 г.
Выставление онлайн: 30 января 2026 г.
Методом твердофазных реакций с последующим спеканием по обычной керамической технологии с использованием механической активации и без были получены образцы керамики твердых растворов бинарной системы (1-x)BiFeO3-xBaTiO3+2 масс.% Bi2O3 (x=0.29). При помощи рентгенографических исследований установлено, что при комнатной температуре объекты имеют псевдокубическую кристаллическую структуру. Исследование диэлектрических характеристик выявило поведение, характерное для сегнетоэлектриков-релаксоров. Размытый фазовый переход из сегнетоэлектрической в параэлектрическую фазу происходил в диапазоне температур (650-800) K. Процессы релаксации были аппроксимированы с помощью соотношения Фогеля-Фулчера. Выявлено, что релаксороподобное поведение и размытие ФП в исследованной керамике могут быть связаны с наличием невзаимодействующих областей с повышенным содержанием Bi или Ba, отличающихся, симметрией кристаллической решетки и химическим составом. Максимальные значения пьезоэлектрического модуля наблюдались в механоактивированной исследуемой керамике и составили ~120 pC/N. Ключевые слова: перовскитные мультиферроики, диэлектрические характеристики, пьезоэлектрические характеристики, твердые растворы.
- А.П. Пятаков, А.К. Звездин. УФН 182, 6, 593 (2012)
- J. Zhai, Z. Xing, S. Dong, J. Li, D. Viehland. Appl. Phys. Lett. 88, 062510 (2006)
- S. Tehrani, J.M. Slaughter, M. Deherrera, B.N. Engel, N.D. Rizzo, J. John Salter, M. Durlam, R.W. Dave, J. Janesky, B. Butcher, K. Smith, G. Grynkewich. Proceedings of the IEEE 91, 5, 703 (2003)
- W.A. Borders, H. Akima, S. Fukami, S. Moriya, S. Kurihara, Y. Horio, S. Sato, H. Ohno. Applied Physics Express 10, 1, 013007 (2008)
- J. Chen, J. Cheng. J. Am. Ceram. Soc. 99, 536 (2016)
- N.A. Boldyrev, E.I. Sitalo, L.A. Shilkina, A.V. Nazarenko, A.D. Ushakov, V.Y. Shur, L.A. Reznichenko, E.V. Glazunova. Ceramics, 6, 1735 (2023)
- Y. Tian, F. Xue, Q. Fu, L. Zhou, C. Wang, H. Gou, M. Zhang. Ceram. Int. 44, 4287 (2018)
- Б. Яффе, У. Кук, Г. Яффе. Пьезоэлектрическая керамика. М.: Мир (1974). 288 с
- M. Ahart, M. Somayazulu, R.E. Cohen, P. Ganesh, P. Dera, H. Mao, R.J. Hemley, Y. Ren, P. Liermann, Z. Wu. Nature 451, 545 (2008)
- M.M. Kumar, A. Srinivas, S.V. Suryanarayana. J. Appl. Phys. 87, 855 (2000)
- K. Tong, C. Zhou, J. Wang, Q. Li, L. Yang, J. Xu, W. Zeng, G. Chen, C. Yuan, G. Rao. Ceram. Int. 43, 3734 (2017)
- N.A. Boldyrev, E.S. Esin, L.A. Shilkina, S.I. Dudkina, A.V. Nagaenko, L.A. Reznichenko. Ceramics 8, 7 (2025)
- N.A. Boldyrev, A.V. Pavlenko, L.A. Shilkina, A.V. Nazarenko, A.A. Bokov, L.A. Reznichenko, A.G. Rudskaya, E.I. Panchenko. Ceramics International 45, 12, 14768 (2019)
- Н.А. Болдырев, А.В. Павленко, Л.А. Шилкина и др. Известия Российской академии наук. Серия физическая 80, 11, 1469 (2016)