Influence of vanadium dopping on dielectric properties of barium titanate ceramics

• Autorzy: Stanuch K.

Warianty tytułu

PL

Wpływ domieszkowania vanadem na właściwości dielektryczne ceramik tytanianu baru

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The purpose of this article is to present the impact of vanadium substitution on the dielectric properties of barium titanate. Doping barium titanate (BaTiO₃) by different ions such as vanadium V⁵⁺ provides the possibility of changing its dielectric properties. SEM images indicate the differences between pure BaTiO₃ (BT) and Ba(Ti_0.98V_0.02)O3 (BTV2). Using dielectric measurements, the Curie temperatures (T_c) were calculated – they were found to be equal to 403 K and 396 K, respectively. Moreover, for BTV2 the Curie - Weiss temperature and the Curie constant (C) were determined (T₀ = 368 K and C = 1.46 ×10⁵ K, respectively).

PL

Domieszkowanie tytanianu baru BaTiO₃ (BT) jonami innych pierwiastków, jak wanad V⁵⁺, umożliwia zmiany jego właściwości dielektrycznych. Obserwacje z wykorzystaniem SEM wskazują na różnice w strukturze mikrokrystalicznej między BaTiO₃ (BT) a Ba(Ti_0.98V_0.02)O3 (BTV2). Z pomiarów dielektrycznych wyznaczono temperaturę Curie (T_c). Dla BT wynosi ona 403 K, a dla BTV2 396 K. Dla BTV2 określono również temperaturę Curie-Weissa oraz stałą Curie (T₀ = 368 K and C = 1.46 ×10⁵ K).

Słowa kluczowe

EN

ferroelectric ceramics; perovskite; barium titanate; phase transition

PL

ceramika ferroelektryczna; perowskit; tytanian baru; przemiana fazowa

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej im. Tadeusza Kościuszki
• Czasopismo: Czasopismo Techniczne. Chemia
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 111, z. 1-Ch
• Strony: 109--116
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., wykr., wz., rys.

Twórcy

autor

Stanuch K.

• Institute of Physics, Pedagogical University, Cracow

Bibliografia

• [1] Hench L.L., West L.K., Principles of electronic ceramic, John Wiley & Sons, 1990, 244-247.
• [2] Bruno Salvatore A, Swanson Donald K., High performance Multilayer Capacitor Dielectrics from Chemically Prepared Powders, Journal American Ceramics Society, Vol. 76, 1993, 1233-1241.
• [3] Wodecka-Duś B., Czekaj D., Fabbrication and dielectricproperties of donor doped BaTiO3 ceramics, Archives of Metallurgy and Materials, Vol. 54, 2009, 923-933.
• [4] Lisowski M., Pomiary rezystywności i przenikalności elektrycznej dielektryków stałych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2004, 9-12.
• [5] Cai W., Fu C., Lin Z., Deng X., Vanadium doping effects on microstructure and dielectric properties of barium titanate ceramics, Ceramics International, Vol. 37, 2011, 3643-3650.
• [6] Stanuch K., Ferroelectrics capacitors as carriers of information. Problems of Modern Techniques in Engineering and Education – 2008, Cracow: Institute of Technology, Pedagogical University, 247-252.
• [7] Surowiak Z., Elektroceramika ferroelektryczna, Wydawnictwo Uniwersytetu Śląskiego, Katowice 2004.
• [8] Kajtoch C., Dilatometrische und dielektrischeAnomalienbei den Phasenumwandlun-gen in Ba(Ti1-xSnx)O3, Ann. Physik, Vol. 2, 1993, 335-338.
• [9] Bąk W., Kajtoch C., Starzyk F., Dielectric properties of BaTi1-xSnxO3 solid solution, Materials Science and Engineering B100, Vol. 9, 2003, 9-12.
• [10] Kajtoch C., Dielectric properties of Ba(Ti1-xSnx)O3 ceramics in the paraelectric phase, Ceramics International, Vol. 37, 2011, 387-391.
• [11] Kajtoch C., Bak W., Garbarz-Glos B., Study of the phase transition in polycrystalline (Ba0.90Pb0.10)(Ti0.90Sn0.10)O3, Condensed Master Physics 2014, DOI: 10.5488/CMP.16.31702.
• [12] Kajtoch C., Time dependences of dielectric constant in BaTi0.95Sn0.05O3, Ferroelectrics, Vol. 133, 1992, 193-198.
• [13] Kajtoch C., Dipolar polarization in Ba(Ti1-xSnx)O3, Ferroelectrics, Vol. 172, 1995, 465-468.
• [14] Kajtoch C., Glass-like transformation in Ba(Ti0.70Sn0.30)O3, Ferroelectrics, Vol. 192, 1997, 335-337.
• [15] Kajtoch C., Bąk W., Garbarz-Glos B., Stanuch K., Tejchman W., Mroczka K., Czeppe T., Influence of Sr and Zr substitution on dielectric properties of (Ba1-xSrx)(Ti1-xZrx)O3, Ferroelectrics, 2013 (in press).
• [16] Garbarz-Glos B., Bąk W., Molak A., Kalvane A., Microstructure, calorimetric and dielectric investigation of hafnium doped barium titanate ceramics, Phase Transitions, 86, 2013, 917-925.
• [17] Kajtoch C., Dilatometrische und dielektrische Anomalienbei den Phasenumwandlun-gen in Ba(Ti1-xSnx)O3, Ann. Physik, Vol. 2, 1993, 335-338.
• [18] Dulian P., Bąk W., Wieczorek-Ciurowa K., Kajtoch C., Controlled mechanochemical synthesis and properties of a selected perovskite-type electroceramics, Materials Science Poland, Vol. 31(3), 2013, 462-470.
• [19] Dulian P., Wieczorek-Ciurowa K., Bąk W., Kajtoch C., Możliwości wytwarzania zaawansowanej elektroceramiki na bazie tytanianu baru metodą mechanochemiczną, Czasopismo Techniczne Technical Transactions, Wyd. Politechniki Krakowskiej, Vol. 9-M/2012, Zeszyt 26, 57-65.
• [20] Fu C., Liang J., Cai W., Chen G., Deng X., Effect of vanadium doping on the electric properties of barium titanatehafnate ceramics, Journal of Materials Science: Materials in Electronics, 24, 2013, 2438-2444.
• [21] Kajtoch C., Gabryś M., Tejchman W., Handke B., Structural and dielectric properties of polycrystalline (Ba0.9Sr0.1)TiO3, Archives of Materials Science and Engineering, Vol. 33, 2009, 89-92.
• [22] Ken-ichi Sakayori, Yasunori Matsui, Hiroyuki Abe, Eiji Nakamura, Mikihiko Kenmoku, Tomoyuki Hara, Daisuke Ishikawa, Akihiro Kokubu, Ken-ichiHirota, Takuro Ikeda, Curie Temperature of BaTiO3, Jpn. J. Appl. Phys., 34, 1995, 5443-5445.
• [23] Dudek J., Bochenek D., Wpływ technologii wytwarzania na stopień rozmycia ferroelektrycznych przemian fazowych w ceramice typu PZT, MateriałyCeramiczne/Ceramic Materials, Vol. 63, 2010, 393-399.
• [24] Bak W., Gabrys M., Kajtoch C., Stanuch K., Starzyk F., Dielectric spectroscopy study of Ba0.98Na0.02Ti0.98Nb0.02O3 ceramics, Archives of Materials Science and Engineering, Vol. 39, 2009, 107-110.
• [25] Kajtoch C., Bąk W., Gabryś M., Mroczka K., Handke B., Starzyk F., Diffused phase transition of polycrystaliline (Ba0.80Sr0.20)TiO3, Archives of Materials Science and Engineering, Vol. 39, 2009, 88-91.

Uwagi

EN

The author would like to thank Prof. Czesław Kajtoch and Dr. Wojciech Bąk for their helpful discussions.