Пористая керамика системы ниобата калия натрия
- Авторы: Мамаев Д.В.1, Малышкина О.В.1, Иванова А.И.1
-
Учреждения:
- Тверской государственный университет
- Выпуск: № 16 (2024)
- Страницы: 219-228
- Раздел: Экспериментальные исследования наночастиц, наносистем и наноматериалов
- URL: https://journal-vniispk.ru/2226-4442/article/view/319428
- DOI: https://doi.org/10.26456/pcascnn/2024.16.219
- EDN: https://elibrary.ru/MBNGBX
- ID: 319428
Цитировать
Полный текст
Аннотация
В работе для изготовления пористых образцов пьезоэлектрической керамики использовался мелкодисперсный полистирол. Изготовлены образцы керамики ниобата калия натрия с концентрацией пор 10, 20, 25, 30 и 40 объемных процентов. Проведен анализ структуры и исследованы температурные и частотные зависимости диэлектрической проницаемости полученных образцов. Установлено, что присутствие полистирола в процессе спекания пьезокерамических образцов играет роль связки, которая испаряясь в процессе высокотемпературной обработки, в тоже время способствует стабилизации диэлектрических свойств керамики - в пористых образцах отсутствуют флуктуации диэлектрической проницаемости в низкочастотной области и увеличивается диапазон частот, в котором значения диэлектрической проницаемости не зависят от частоты. Выявлено, что уже 34 объемных процента пор ухудшают механическую прочность образца. Показано, что применение простой задачи теории протекания не позволяет провести оценку механической прочности пористых образцов в зависимости от концентрации пор.
Об авторах
Данила Владимирович Мамаев
Тверской государственный университетаспирант 4 года обучения
Ольга Витальевна Малышкина
Тверской государственный университет
Email: olga.malyshkina@mail.ru
д.ф.-м.н., профессор, профессор кафедры компьютерной безопасности и математических методов управления
Александра Ивановна Иванова
Тверской государственный университетк.ф.-м.н., доцент кафедры прикладной физики
Список литературы
- 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.
- Znang, Sh.R. Lead-free piezoelectric ceramics vs. PZT? / Sh. Zhang, R. Xia, Th. R. Shrout // Journal of Electroceramics. - 2007. - V. 19. - I. 4. - P. 251-257. doi: 10.1007/s10832-007-9056-z.
- Saito, Y. Lead-free piezoceramics / Y. Saito, H. Takao, T. Tani et al. // Nature. - 2004. - V. 432. - I. 7013. - P. 84-87. doi: 10.1038/nature03028.
- Shao, T. Potassium-sodium niobate based lead-free ceramics: novel electrical energy storage materials / T. Shao, H. Du, H. Ma et al. // Journal of Materials Chemistry. - 2017. - V. 5. - I. 2. - P. 554-563. doi: 10.1039/c6ta07803f.
- 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.
- Yang, Z. A new family of sodium niobate-based dielectrics for electrical energy storage applications / Z. Yang, H. Du, L. Jin et al. // Journal of the European Ceramic Society. - 2019. - V. 39. - I. 9. - P. 2899-2907. doi: 10.1016/j.jeurceramsoc.2019.03.030.
- Su, H.H. Electric properties of SrTiO3 modified (Na0.48K0.48Li0.04)Nb0.89Ta0.05Sb0.06O3 lead-free ceramics/ H.H. Su, C.S. Hong, C.C. Tsai, S.Y. Chu // Journal of Solid State Science and Technology. - 2016. - V. 5. - № 10. - P. N67-N71. doi: 10.1149/2.0111610jss.
- Головнин, В.А. Физические основы, методы исследования и практическое применение пьезоматериалов / В.А. Головнин, И.А. Каплунов, Б.Б. Педько, О.В. Малышкина, А.А. Мовчикова. - М.: ТЕХНОСФЕРА, 2013. - 272 с.
- Wersing, W. Dielectric, elastic and piezoelectric properties of porous pzt ceramics / W. Wersing, K. Lubitz, J. Mohaupt // Ferroelectrics. - 1986. - V. 68. - I. 1. - P. 77-97. doi: 10.1080/00150198608238739.
- Rybyanets, A.N. Recent advances in porous piezoceramics applications/ A.N. Rybyanets, D.I. Makarev, N. A. Shvetsova // Ferroelectrics. - 2019. - V. 539. - I. 1. - Part II. - P. 101-111 doi: 10.1080/00150193.2019.1570019
- Ahn, C.-W. Sintering behavior of lead-free (K, Na) NbO3-basedpiezoelectric ceramics / C.-W. Ahn, C.-S. Park, C.-H. Choi et al. // Journal of the American Ceramic Society. - 2009. - V. 92. - I. 9. - P. 2033-2038. doi: 10.1111/j.1551-2916.2009.03167.x.
- Мамаев, Д.В. Определение процентного содержания пор в пьезоэлектрической керамике по изображениям с РЭМ с помощью КСИНС / Д.В. Мамаев, С.А. Меркурьев, О.В. Малышкина // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2021. - Вып. 13. - С. 286-293 doi: 10.26456/pcascnn/2021.13.286.
- Эфрос, А.Л. Физика и геометрия беспорядка. - М.: Наука, 1982. - 176 с.
Дополнительные файлы
