Technology and properties of ferroelectromagnetic lead-free BFN-ferrite composites

• Autorzy: Bochenek D. , Niemiec P.

Identyfikatory

DOI

10.2478/amm-2013-0184

Warianty tytułu

PL

Technologia i własciwosci ferroelektromagnetycznego bezołowiowego kompozytu BFN-ferryt

• Konferencja: Composites and Ceramic Materials - Technology, Application and Testing (13 ; 13-15.05.2013 ; Białowieża, Poland)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

A lead free ceramic composite 0.9BaFe_0.5Nb_0.5O₃-0.1Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄ (BFN-NZF) with ferroelectromagnetic properties have been obtained in presented work. Ceramic composite powder obtained from the simple oxides Fe₂O₃, Nb₂O₅, ZnO, NiO and barium carbonate BaCO₃. The composition of the composite was chosen so that the ratio of the BFN and NZF components was 90:10. The synthesis of components of BFN-NZF composite was performed using the calcination method. Final densification of synthesized powder has been done using free sintering. The XRD, the microstructure, EDS and dielectric investigations were performed. For comparison of the BFN ceramic and the BFN-NZF composites, temperature and frequency impedance research was conducted. Relaxation phenomena were observed at temperatures above 235°C in the BFN ceramic and above 150°C in the BFN-NZF composite. Obtained results show the coexistence of ferroelectric and magnetic properties. Such properties of obtained composites give the possibility to use them in magnetoelectric transducers.

PL

W niniejszej pracy otrzymano bezołowiowy ceramiczny kompozyt 0.9BaFe_0.5Nb_0.5O₃-0.1Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄ (BFN-NZF) o właściwościach ferroelektromagnetycznych. Ceramiczny proszek kompozytowy otrzymano na bazie prostych tlenków Fe₂O₃, Nb₂O₅, ZnO, NiO oraz węglanu baru BaCO₃. Skład kompozytu został dobrany w taki sposób, aby stosunek składników BFN i NZF wynosił 90:10. Syntezę składników kompozytu BFN-NZF przeprowadzono metodą kalcynacji proszków. Końcowe zagęszczanie syntetyzowanego proszku zostało przeprowadzone metodą spiekania swobodnego. Zostały przeprowadzone badania XRD. mikrostrukturalne. EDS oraz właściwości dielektrycznych. Dla porównania ceramiki BFN i kompozytu BFN-NZF przeprowadzono temperaturowe i częstotliwościowe badania impedancyjne. Zjawiska relaksacyjne obserwowano w temperaturze powyżej 235°C w BFN ceramiki i powyżej 150°C w BFN-NZF kompozytu. Uzyskane rezultaty badań wskazują na współistnienie ferroelektrycznych i magnetycznych właściwości. Właściwości otrzymanych kompozytów dają możliwość wykorzystania ich do budowy przetworników magnetoelektrycznych.

Słowa kluczowe

EN

ferroelectromagnetic ceramic composites; multiferroics; smart materials

PL

ferroelektromagnetyczne kompozyty ceramiczne; multiferroiki; materiały inteligentne; kompozyt bezołowiowy

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 58, iss. 4
• Strony: 1405--1409
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., rys.

Twórcy

autor

Bochenek D.

• University of Silesia, Department of Materials Science, Śnieżna 2, Sosnowiec, 41-200, Poland

autor

Niemiec P.

• University of Silesia, Department of Materials Science, Śnieżna 2, Sosnowiec, 41-200, Poland

Bibliografia

• [1] D. Khomskii, Physics 2, 20 (2009).
• [2] D. Bochenek, Z. Surowiak, Phys. Status Solidi A 206, 12, 2857-2865 (2009).
• [3] D. Bochenek, P. Guzdek, J. Magn. Magn. Mater. 323, 369-374 (2011).
• [4] Z. Surowiak, D. Bochenek, Arch. Acoust. 33, 2, 243-260 (2008).
• [5] J. F. Scott, J. Mater. Chem. 22, 4567-4574 (2012).
• [6] K. F. Wang, J.-M. Liu, Z. F. Renc, Adv. Phys. 58, 4, 321-448 (2009).
• [7] R. Sitko, B. Zawisza, J. Jurczyk, D. Bochenek, M. Płońska, Microchim. Acta 144, 9-15 (2004).
• [8] C. Kruea-In, S. Eitssayeam, K. Pengpat, G. Rujijanagul, Mater. Res. Bull. 47, 2859-2862 (2012).
• [9] J. A. Bartkowska, J. Ilczuk, Int. J. Thermophys. 31, 1-7 (2010).
• [10] N. K. Singh, P. Kumar, R. Rai, J. Alloys Compd. 509, 2957-2963 (2011).
• [11] K. Ćwikiel, E. Nogas-Ćwikiel, Phase Transit. 80, 1-2, 141-146 (2007).
• [12] D. Bochenek, Z. Surowiak, J. Poltierova-Vejpravova, J. Alloys Compds. 487, 572-576 (2009).
• [13] S. Saha, T. P. Sinha, J. Phys.: Condens. Matter 14, 249-258 (2002).
• [14] K. Wójcik, K. Zieleniec, M. Mulata, Ferroelectrics 289, 107-120 (2003).
• [15] S. Eitssayeam, U. Intatha, K. Pengpat, T. Tunkasiri, Curr. Appl. Phys. 6, 316-318 (2006).
• [16] K. Prabakar, S. P. Mallikarjun Rao, J. Alloys Compd. 437, 302-310 (2007).
• [17] H. Zhang, M. Chee-Leung, J. Alloys Compd. 513, 165-171 (2012).
• [18] D. Bochenek, P. Niemiec, A. Chrobak, G. Ziółkowski, A. Błachowski, Mater. Charact. (2013), doi: 10.1016/j.matchar.2013.10.027
• [19] I. S. Yahia, M. Fadel, G. B. Sakr, S. S. Shenouda, F. Yakuphanoglu, W. A. Farooq, Acta Phys. Pol. A 120, 3, 563-566 (2011).