Rozwój technologii otrzymywania przezroczystej ceramiki ferroelektrycznej PLZT

• Autorzy: Surowiak Z.

Warianty tytułu

EN

Development of the production technology of the transparent ferroelectric PLZT

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono podstawy i rozwój technologii otrzymywania przezroczystej ceramiki ferroelektrycznej o składzie (Pb,La)(Zr,Ti)O3. Szczególna uwagę zwrócono na te metody i warunki syntezy, spiekania i zagęszczania proszków PLZT, które prowadzą do otrzymania ceramiki przezroczystej. Wskazano na wyższość chemicznych metod syntezy (metody zolowo-żelowej i chemicznego strącania z roztworów) nad konwencjonalną metodą syntezy w wyniku reakcji w fazie stałej mieszaniny prostych tlenków, poddawanych procesowi wyprażania. Najlepszy produkt finalny, czyli ceramikę PLZT o optymalnych właściwościach optycznych i elektrooptycznych uzyskuje się spiekając i zagęszczając proszki metodą prasowania na gorąco (HP) w atmosferze tlenu. Może to być metoda jednoosiowego prasowania na gorąco (HUP), izostatycznego prasowania na gorąco (HIP) lub prasowania na gorąco w strumieniu przepływającego tlenu (HPOF). Ze względów ekonomicznych w produkcji przemysłowej stosowana jest zmodyfikowana konwencjonalna technologia ceramiczna, obejmująca syntezę w fazie stałej mieszaniny tlenków PbO, ZrO2, TiO2 i La2O3 oraz spiekanie swobodne w atmosferze tlenu. Tak otrzymana ceramika PLZT ma wyraźnie gorsze parametry materiałowe.

EN

The basis and the development of technology of transparent ferroelectric (PbLa)(ZrTi)O3 ceramics are presented. Special attention has been paid to the methods and conditions of synthesis and densification of PLZT powders, which lead to obtain the transparent ceramics. The superiority of chemical methods of synthesis (sol-gel method and chemical precipitation method) in comparison with conventional methods such as solid phase reactions from simple oxides is shown. The best final product, i.e. PLZT with optimal optical and electrooptical properties is obtained by a hot pressing (HP) sintering with densification in oxygen atmosphere. It may be hot uniaxial pressing (HUP) or hot isostatic pressing (HIP) or hot pressing in oxygen flow (HPOF). For the economical reasons during industrial manufacturing the modified conventional technology based on solid phase synthesis of PbO, ZrO2, TiO2, La2O3 and following sintering without pressing is used. Such obtained PLZT ceramics possess evidently worse material parameters.

Słowa kluczowe

PL

ceramika ferroelektryczna; ceramika przezroczysta; ceramika PLZT; proszki ceramiczne

EN

transparent ferroelectric ceramic; PLZT ceramics

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2003
• Tom: R. 55, nr 4
• Strony: 127--136
• Opis fizyczny: Bibliogr. 50 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Surowiak Z.

• Wydział Informatyki i Nauki o Materiałach Uniwersytetu Śląskiego w Sosnowcu

Bibliografia

• [1] Szwedowski A.: „Materiałoznawstwo optyczne i optoelektroniczne”, WN-T. Warszawa 1996, 13.
• [2] Zavadski E.A., Ishchuk V.M.: „Metastabilnye sostoyaniya v segnetoelektrikakh”, Naukova Dumka, Kiev 1987, 13.
• [3] Xu Y.: „Ferroelectric materials and their applications”, North- Holland, Amsterdam 1991, 168.
• [4] Płońska M., Czekaj D., Surowiak Z.: Ceramics (Poland), 66 (2001) 594.
• [5] Płońska M., Lisińska-Czekaj A., Czekaj D„ Surowiak Z.: „Structure and physical properties of sol-gel derived nanostructured 8/65/35 PLZT ceramics”. In: Seminar Vortrag, C-23 (2001) pp. 1-5, 5 Steinfurter Keramik - Seminar, Munster 28, 11-01.12.2001.
• [6] Surowiak Z., Płońska M.: „Spiekanie nanoproszków ceramicznych PLZT otrzymanych metodą zolowo-żelową”. W: Streszczenia referatów II Międzynarodowej Konferencji Polska Ceramika 2002, Spała 20-22 maja 2002.
• [7] Płońska M., Surowiak Z.: „Wpływ koncentracji lantanu (.v) na właściwości elektro-ceramiki x/65/35 PLZT”. W: Streszczenia referatów IV Konferencji Polskiego Towarzystwa Ceramicznego, Zakopane, 25-28 września 2003, s. 117.
• [8] Surowiak Z.: „Tworzywa ceramiczne o strukturze typu perowskitu jako materiały dla elektroniki". W: Streszczenia referatów IV Konferencji Polskiego Towarzystwa Ceramicznego, Zakopane, 25-28 wrzesień 2003, s. 22.
• [9] Skrzypek J., Płońska M., Świerk A„ Surowiak Z.: „Wpływ warunków spiekania na właściwości fizyczne ceramiki ferroelektrycznej PLZT .v/65/35”. W: Streszczenia referatów IV Konferencji Polskiego Towarzystwa Ceramicznego, Zakopane. 25- 28 wrzesień 2003, s. 116.
• [10] Płońska M„ Czekaj D.. Plewa J., Surowiak Z.: Ceramics (Poland), 71 (2002)424.
• [11] Płońska M.: "Application of the sol-gel method to synthesis of ferroelectric nano-powders (Pb|1-xLax)(Zr1-yTiy)l1-0,25,O3". In: Abstracts of The Intern. Conference on Sol-Gel Materials’03. Szklarska Poręba 15-20 June 2003, p. 62.
• [12] Haertling G.H., Land C.E.: Ferroelectrics, 3. 1-4 (1972) 269.
• [13] Starceva I.V., Levina M.E., Tretyakov Yu.D.: [w:] „Neorganicheskie stekla, pokrytiya i materiały”. T.2. LGU, Riga (1975) 152-160.
• [14] Thomson J.: Amer. Ceram. Soc. Bull., 53, 5 (1974) 421.
• [15] Murata M.: Mat. Res. Bull., 11 (1976) 323.
• [16] "Chemical processing of ceramics". Eds. Lee B.I.. Popa E.J.A. Marcell Dekker, Inc., New York 1994.
• [17] Surowiak Z., Osińska K., Płońska M., Czekaj D.: „Ferroelectricity of Pb(Zr0,5Ti0,5)03 fine particles synthesized by sol-gel method”. Proc. of CIMTEC 2002, Part D. Florence (Italy) 14-18 July, 2002. Ed. P.Vincenzini. TECHNA, Faenza (2003) pp.649- 656.
• [18] Smilińska K.: Chemik, 29,6(1976) 192.
• [19] Brown L.M., Mazdiyasni K.S.: J. Amer. Ceram. Soc., 55, II (1972) 541.
• [20] Okazaki K, Ohtsubo I., Toda K.: Ferroelectrics, 10. 1-4 (1976) 195.
• [21] Haertling G.H., Land C.E.: J. Amer. Ceram. Soc., 54. 1 (1971)1.
• [22] Koizumi M.: Mem. Inst. Sci. and Ind. Res., 33 (1976) 37.
• [23] Koizumi M.: Ceramurgia Int.. 2, 2 (1976) 67.
• [24] Hardtl K.H.: Amer. Ceram. Soc. Bull., 5, 2 (1975) 201.
• [25] Hardtl K.H.: Philips Techn. Rev., 35, 2/3 (1975) 65.
• [26] Snow G.S.: J. Amer. Ceram. Soc.. 56, 9 (1973) 479.
• [27] Colomban P.: L’industrie Ceramique, 697 (1976) 531.
• [28] Mohring H., Schichl H.: Ber. Dt. Keram. Ges., B53, 7 (1976) 200.
• [29] Pottharst J„ Schichl H.: Ferroelectrics, 10. 1-4 (1976) 191.
• [30] Okazaki K., Igarashi H„ Nagata K., Hasegava A.: Ferroelctrics, 7, 1-4(1974) 153.
• [31] Okazaki K., Nagata K.: J. Amer. Ceram. Soc., 56 (1973) 82.
• [32] Okazaki K., Igarashi H.: Proc. Int. Mat. Symp. „Ceramic Microstructure 1976”. Univ. of California. Berkeley, California. Aug., 24-27, 1976, pp. 1-20.
• [33] Troccaz M.: These presentee pour obtenir le grade de docteur essciences physiques. Devant LTnstitute National des Sciences appliquees de Lyon et L’universite’ Claude Bernard - Lyon I, 1975, p. 144.
• [34] Hennings D. Ber. Dt. Keram. Ges., B.52. 7 (1975) 220.
• [35] Cuthen J.T. Harris J.O., Laguna G.R.: Appl. Optics. 14. 8 (1975) 1866.
• [36] Bye K.L.: Ferroelectrics, 10, 1-4 (1976) 29.
• [37] Dungan R.H., Snow G.S.: Amer. Cer. Soc. Bull., 54, 4 (1975) 424.
• [38] Okazaki K.: „Ceramic engineering for dielectrics”, Zinatne, Tokyo 1969.
• [39] Nagata H., Schmitt H., Stathakis H., Muser H.: „Vacuum sintering of transparent piezoceramics”. In: Proc. 3 rd Int.Meeting on Modem Ceramic Technologies (CIMTEC), Rimini (Italy) 1976, pp. 233-237.
• [40] Snow G.S.: J. Amer. Ceram. Soc., 57, 6 (1974) 272.
• [41] Land C.E.. Thacher P.: Proc. IEEE, 57 (1969) 751.
• [42] Thacher P., Land C.E.: Wescon Technical Papers, 15(1971)31.
• [43] Haertling G.H.: J. Amer. Ceram. Soc.. 54, 6 (1971) 303.
• [44] Land C.E.: Ferroelectrics. 7, 1-4 (1974) 45.
• [45] Thacher P.D.: Ferroelctrics, 3, 1-4(1972) 147.
• [46] Land C.E., Thacher P.D.: [in:] „Phys. of Optoel. Mat.” Ed. Alberts B„ Plenum, New York (1971) p.169-196.
• [47] Land C.E., Thacher P.D., Haertling G.H.: Appl. Solid State Science, 4 (1974) 137.
• [48] Haertling G.H.: US Patent Nr 3.666.666 (1972).
• [49] Thacher P.D.: Appl. Optics, 16 (1976) 12.
• [50] Land C.E.: In: Proc. 20 th Anniv.Tech.Symp.Soc.of Photo - Optical Instrum. Engineers. San Diego, 23-27. Aug. 1976, pp. 1-7.