Wpływ domieszkowania na mikrostrukturę i właściwości dielektryczne K0,5Bi0,5TiO3

• Autorzy: Czaja Piotr , Bochenek Dariusz , Jagło Grzegorz , Jędryka Jarosław , Rakus Piotr , Kluczewska-Chmielarz Kamila , Osińska Katarzyna

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2025.04.41

Warianty tytułu

EN

The influence of doping on the microstructure and dielectric properties of K0.5Bi0.5TiO3

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono technologię oraz wybrane wyniki pomiarów tytanianu bizmutowo potasowego K0,5Bi0,5TiO3 domieszkowanego jonami: Ce4+ i Sr2+ w ilości 0,5% (mol.). Badania mikrostruktury z wykorzystaniem skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM) umożliwiły obserwacje poszczególnych etapów technologicznych. Natomiast badania dielektryczne zostały przeprowadzone w szerokim zakresie temperatury od 293 K do 873 K dla częstotliwości od 1 kHz do 2 MHz. Zaobserwowano w obu przypadkach szerokie maksimum wartości stałej dielektrycznej podobne to tego, które obserwowano w próbce bazowej K0,5Bi0,5TiO3.

EN

The article presents the technology and selected measurement results of potassium bismuth titanate K0.5Bi0.5TiO3 doped with ions: Ce4+ and Sr2+ in the amount of 0.5% (mol.). Microstructure studies using scanning electron microscopy (SEM) enabled observation of individual technological stages. Dielectric studies were carried out in a wide temperature range from 293 K to 873 K for frequencies from 1 kHz to 2 MHz. In both cases (for two samples), a broad maximum of the dielectric constant value was observed, similar to that observed in the base sample K0.5Bi0.5TiO3.

Słowa kluczowe

PL

ceramika bezołowiowa; ferroelektryki; mikrostruktura; właściwości dielektryczne

EN

lead free ceramics; ferroelectric; microstructure

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2025
• Tom: R. 101, nr 4
• Strony: 218--221
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys.

Twórcy

autor

Czaja Piotr

• nstitute of Technology, University of the National Education Commission, Podchorążych 2, Krakow, 30-084, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-8276-5706

autor

Bochenek Dariusz

• Faculty of Science and Technology, Institute of Materials Engineering, University of Silesia, 75 Pułku Piechoty 1a, Katowice, 41-500, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-0608-2505

autor

Jagło Grzegorz

• Institute of Technology, University of the National Education Commission, Podchorążych 2, Krakow, 30-084, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-5979-7689

autor

Jędryka Jarosław

• Chair of Automatic, Electrotechnical and Optoelectronics, Faculty of Electrical Engineering, Czestochowa University of Technology, Armii Krajowej 17, Czestochowa, 42-201, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-7047-6624

autor

Rakus Piotr

• Chair of Automatic, Electrotechnical and Optoelectronics, Faculty of Electrical Engineering, Czestochowa University of Technology, Armii Krajowej 17, Czestochowa, 42-201, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-3524-1472

autor

Kluczewska-Chmielarz Kamila

• Institute of Technology, University of the National Education Commission, Podchorążych 2, Krakow, 30-084, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-4301-7438

autor

Osińska Katarzyna

• Faculty of Science and Technology, Institute of Materials Engineering, University of Silesia, 75 Pułku Piechoty 1a, Katowice, 41-500, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-0581-9301

Bibliografia

• [1] http://ec.europa.eu/environment/waste/weee/index_en.htm - dostęp na dzień 20.10.2024.
• [2] Directive 2011/65/EU of the European Parliament and of the Council of 8 June 2011 on the Restriction of the Use of Certain Hazardous Substances in Electrical and Electronic Equipment. https://eur-lex.europa.eu/eli/dir/2011/65/oj - dostęp na dzień 25.10.2024.
• [3] Directive 2017/2102/EU of the European Parliament and of the Council of 15 November 2017 Amending Directive 2011/65/EU on the Restriction of the Use of Certain Hazardous Substances in Electrical and Electronic Equipment. https://eurlex. europa.eu/legalcontent/EN/TXT/HTML/?uri=CELEX:32017L2102 - dostęp na dzień 27.10.2024.
• [4] López-Juárez R., González F., Villafuerte-Castrejón M.E., Lead-Free Ferroelectric Ceramics with Perovskite Structure. In Ferroelectrics Material Aspects; Lallart, M., Ed.; IntechOpen: Rijeka, Croatia, Chapter (2011), 305–330.
• [5] Czaja P., Suchanicz J., Bochenek D., Dercz G., Piasecki M., Hudy W., High-density lead-free K0.5Bi0.5TiO3 ceramics: Preparation, mechanical and dielectric properties, Phase Transit., 91 (2018), 1051–1059.
• [6] Czaja P., Suchanicz J., Wąs M., Kluczewska-Chmielarz K., Dziubaniuk M., The microstructure and dielectric properties of a solid solutions (1−x)K0.5Bi0.5TiO3−xSrTiO3 for x = 0.001 ceramics, Proc. SPIE 11054 (2019), 11054N-1–11054N-6.
• [7] Badole M., Dwivedi S., Kumar S., Anomalous dielectric behawior of poled K0.5Bi0.5TiO3ceramics, Ceramics International, 48 (2022), 11166-11172.
• [8] Shiga M., Hagiwara A., Fujihara S., (Bi1/2K1/2)TiO3-SrTiO3 solid-solution ceramics for high-temperature capacitor applications, Ceramics International, 46 (2020), 10242-10249.
• [9] Czaja P., Szostak E, Hetmańczyk J., Zachariasz P., Majda D., Suchanicz J., Karolus M., Bochenek D., Osińska K., Jędryka J., Kityk A., Piasecki M., Thermal stability and non-linear optical and dielectric properties of lead-free K0.5Bi0.5TiO3 ceramics, Materials, 17 (2024), 9, 2089.
• [10] Zaremba T., Application of thermal analysis to study of the synthesis of K0.5Bi0.5TiO3 ferroelectric, J Therm Anal Calorim., 74 (2003), 653-658.
• [11] Li Z.F., Wang C.L., Zhong W.L., Li J.C., Zhao M.L., Dielectric relaxor properties of K0.5Bi0.5TiO3 ferroelectrics prepared by sol-gel method, J Appl Phys., 94 (2003), 2548-2552.
• [12] Köenig J., Suvorov D., Evolution of the electrical properties of K0.5Bi0.5TiO3 as a result of prolonged sintering, J Europ Ceram Soc., 35 (2015), 10, 2791-2799.
• [13] Badole M., Dwivedi S., Vasavan H.N., Saxena S., Srihari V., Kumar S., Improved dielectric and relaxor behavior in LaScO3 – doped K0.5Bi0.5TiO3 ceramics, J Mater Sci: Mater Electron, 33 (2022), 25661-25673.
• [14] Pęczkowski P., Zachariasz P., Kowalik M., Tokarz W., Naik S.P.K., Żukrowski J., Jastrzębski C., Dadiel L.J., Tabiś W., Gondek Ł., Iron diffusivity into superconducting YBa2Cu3O7−δ at oxygen-assisted sintering: structural, magnetic, and transport properties, J Europ Ceram Soc., 41 (2021), 14, 7085 7097.
• [15] Pęczkowski P., Zachariasz P., Jastrzębski C., Piętosa J., Drzymała E., Gondek Ł., On the Superconductivity Suppression in Eu1−xPrxBa2Cu3O7−δ, Materials, 14 (2021), 3503.