Internal Friction in the PFN Ceramics with Chromium Dopand

• Autorzy: Zachariasz R. , Bochenek D. , Bruś B.

Identyfikatory

DOI

0.1515/amm-2015-0302

Warianty tytułu

PL

Tarcie wewnętrzne w ceramice PFN domieszkowanej chromem

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

An aim of this work was to determine an influence of an admixture, the chromium (for x from 0.01 to 0.06), on the mechanical properties of the PFN ceramics. The ceramics with chemical composition Pb(Fe_0.5−xCr<_xNb_0.5)O₃P synthesized in two steps from simple oxides PbO, Fe₂O₃, Nb₂O₅, Cr₂O₃. The first stage was based on obtaining the FeNbO₄ from the Fe₂O₃ and Nb₂O₅ simple oxides. At this stage an admixture in a form the Cr₂O₃ chromium oxide was added to the solution. In the second stage the PbO lead oxide and the doped FeNbO₄ (obtained earlier) were synthetized. The sintering of ceramic samples PFCN type was carried out by free sintering method. Temperature measurements of the internal friction were conducted on a computer-controlled automatic resonant mechanical spectrometer (heating cycle with 3 deg/min).

PL

W pracy przedstawiono wpływ domieszki chromu (dla x = 0,01 − 0,06) na właściwości mechaniczne ceramiki PFN. Ceramika o składzie chemicznym Pb(Fe_0.5−xCr<_xNb_0.5)O₃ została syntezowana z prostych tlenków PbO, Fe₂O₃, Nb₂O₅, Cr₂O₃ w dwóch etapach. Pierwszy etap polegał na otrzymaniu FeNbO₄ w wyniku reakcji prostych tlenków Fe₂O₃ i Nb₂O₅. W tym etapie została również wprowadzona domieszka tlenku chromu Cr₂O₃. W drugim etapie zsyntezowano tlenek ołowiu z otrzymanym wcześniej domieszkowanym FeNbO₄. Spiekanie ceramicznych próbek PFCN typu przeprowadzono metodą spiekania swobodnego. W celu określenia parametrów mechanicznych wykorzystano metodę tarcia wewnętrznego. Temperaturowe pomiary tarcia wewnętrznego zostały wykonane za pomocą sterowanego komputerowo automatycznego relaksatora częstotliwości akustycznych (cykl grzania z szybkością 3°/min).

Słowa kluczowe

EN

PFN ceramics; mechanical properties; ferroelectromagnetics; perovskites

PL

ceramika PFN; właściwości mechaniczne; ferroelektromagnetyki; perowskity

• 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: 2015
• Tom: Vol. 60, iss. 3A
• Strony: 1773--1776
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab., wzory

Twórcy

autor

Zachariasz R.

• University of Silesia, Department of Materials Science, 2 Śnieżna Str., 42-200 Sosnowiec, Poland

autor

Bochenek D.

• University of Silesia, Department of Materials Science, 2 Śnieżna Str., 42-200 Sosnowiec, Poland

autor

Bruś B.

• University of Silesia, Department of Materials Science, 2 Śnieżna Str., 42-200 Sosnowiec, Poland

Bibliografia

• [1] R. Zachariasz, D. Bochenek, Parameters of ceramics obtained on the base PZT used to build electroacoustic converters, J. Phys. IV 137, 189-192 (2006).
• [2] D. Bochenek, J. Dudek, Influence of the processing conditions on the properties of the biferroic Pb (Fe1/2Nb1/2) O3 ceramics, Eur. Phys. J –Spec. Top. 154, 19-22 (2008).
• [3] K. F. Wang, J.-M. Liu, Z. F. Ren, Multiferroicity: the coupling between magnetic and polarization orders, Adv. Phys. 58, 4, 321-448 (2009).
• [4] O. Raymond, R. Font, N. Suárez – Almodovar, J. Portelles, J. M. Siqueiros, Frequency-temperature response of ferroelectromagnetic PbFe1/2Nb1/2O3 ceramics obtained by different precursors. Part I. Structural and thermo-electrical characterization, J. Appl. Phys. 97, 084107 (2005).
• [5] M. H. Lente, J. D. S. Guerra, G. K. S. de Souza, B. M. Fraygola, C. F. V. Raigoza, D. Garcia, J. A. Eiras, Nature of the magnetoelectric coupling in multiferroic Pb(Fe1/2Nb1/2)O3 ceramics, Phys. Rev. B 78, 054109-1–054109-6 (2008).
• [6] J. T. Wang, M. K. Mbonye, Ch. Ahang, Dielectric, piezoelectric and magnetic properties of ferroelectromagnet Pb(Fe1/3Nb2/3) O3 (PFN) ceramics, Int. J. Mod. Phys. B 17, 3732-3737 (2003).
• [7] D. Bochenek, P. Kruk, R. Skulski, P. Wawrzała, Multiferroic ceramics Pb(Fe1/2Nb1/2)O3 doped by Li, J. Electroceram. 26, 8–13 (2011).
• [8] D. Bochenek, Z. Surowiak, Influence of admixtures on the properties of biferroic Pb(Fe0.5Nb0.5)O3 ceramics, Phys. Status Solidi A 206, 2857–2865 (2009).
• [9] K. Wójcik, K. Zieleniec, M. Mulata, Electrical Properties of Lead Iron Niobate PFN, Ferroelectrics 289, 107 (2003).
• [10] R. Zachariasz, B. Brus, A. Zarycka, M. Czerwiec, J. Ilczuk, An application of measurements of amplitude internal friction dependences for tests of ceramic materials, Phys. Status Solidi A 205, 1120-1125 (2008).
• [11] A. Zarycka, R. Zachariasz, J. Ilczuk, A. Chrobak, Internal friction related to the mobility of domain walls in sol-gel derived PZT ceramics, Materials Science – Poland 23 (1), 159-165 (2005).
• [12] R. Zachariasz, J. A. Bartkowska, D. Bochenek, P. Niemiec, Internal friction in the ferroelectric-ferromagnetic composites, Arch. Metall. Mater. 58, 1327-1330 (2013)
• [13] D. Bochenek, Z. Surowiak, J. Krok–Kowalski, J. Poltierova–Vejpravova, Influence of the sintering conditions on the physical proprieties of the ceramic PFN multiferroics, J. Electroceram. 25, 122-129 (2010).
• [14] K. Singh, S. A. Band, W. K. Kinge, Effect of sintering temperature on dielectric properties of perowskite material, Ferroelectrics 306, 179-185 (2004).
• [15] R. Zachariasz, B. Bruś, A. Zarycka, M. Czerwiec, J. Ilczuk, Application of measurements of internal friction amplitude dependences for tests of ceramic materials, Phys. Status Solidi A 205 (51), 120-1125 (2008).
• [16] R. Zachariasz, D. Bochenek, Low frequency elastic and anelastic properties of Pb(Fe0.5Nb0.5)O3 ferroelectric ceramics; Eur. Phys. J –Spec. Top. 154, 253-256 (2008).
• [17] J. F. Delorme, I.N.S.A. Villeurbanne, P. F. Gobin, Internal Friction and Microdeformation Associated With Martensitic Transformation of Metallic Solids – 1: Metaux (Corros-Ind) 48, 573, 185-200 (1973).