Otrzymanie i właściwości biferroikowej elektroceramiki PFN

• Autorzy: Bochenek D. , Surowiak Z. , Dudek J.

Warianty tytułu

EN

Preparation and properties of the biferroic PFN ceramics

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Ceramika PbFe1/2Nb1/2O3 (PFN) wykazuje właściwości multiferroiczne z dwoma uporządkowanymi podukładami: ferroelektrycznym (przemiana fazowa zachodzi w temperaturze ok.112°C) i antyferromagnetycznym (przemiana fazowa zachodzi w temperaturze ok.-130°C) [1-2]). Te interesujące właściwości powodują, że staje się ona interesującym materiałem do produkcji funkcjonalnych, inteligentnych elementów, które mocno reagują na różne typy zewnętrznych oddziaływań (np.: magnetycznych, elektrycznych, mechanicznych lub cieplnych). Materiał PFN może stanowić dielektryczny i magnetyczny ośrodek dla wielowarstwowych kondensatorów ceramicznych (MLCC) i induktorów, wielowarstwowych mikrofalowych rezonatorów czy urządzeń pamięciowych [3-5]. W niniejszej pracy jedno- i dwuetapową metodą syntezy otrzymano i zbadano biferroikową ceramikę PFN domieszkowaną tlenkiem bizmutu. Zagęszczanie odbywało się drogą spiekania swobodnego. Otrzymane próbki poddano badaniom mikrostrukturalnym, badaniom parametrów dielektrycznych oraz stałoprądowego przewodnictwa elektrycznego. Badania wykazały, że syntetyzowanie dwuetapową metodą kalcynacji proszku (metoda kolumbitu) zapewnia dobre warunki do otrzymania ceramiki PbFe1/2Nbi/2O3 o optymalnych parametrach użytkowych. Domieszkowanie ceramiki PFN bizmutem zwiększa jej maksymalne wartości przenikalności elektrycznej jednocześnie zwiększając straty dielektryczne i przewodnictwo elektryczne.

EN

The PbFe1/2Nb1/2O3 (PFN) ceramics shows multi-ferric properties with two well ordered subsystems: (i) ferro-electric and (ii) anti-ferromagnetic with the phase transition at about 112°C and -130°C, respectively [1-2]. Those properties cause that it becomes an interesting material for the production of multi-functional intelligent elements, namely those, which strongly react to different types of external influences eg.: magnetic, electric, mechanical or thermal. The PFN material can be used as a dielectric and magnetic medium for the multilayer ceramic capacitors (MLCC) and inductors, multilayer microwave resonators and memory devices [3-5]. The PFN ceramics and the PFN ceramics doped with bismuth were obtained by the one and two stage method and examined in the work. Densification was carried out by natural sintering. The specimens were subjected to microstructure and dielectric examinations and to the tests of direct current conductivity. The tests showed that a powder synthesis by the two stage columbite method involving calcination creates favorable conditions for obtaining the PbFe1/2Nb1/2O3 ceramics with the optimum application parameters. Admixtures of bismuth to the PFN ceramics increased a maximum of electric permittivity, increasing simultaneously dielectric losses and electric conduction.

Słowa kluczowe

PL

metoda kolumbitu; biferroiki; perowskity; właściwości elektryczne; kondensatory

EN

columbite method; biferroics; perovskites; electrical properties; capacitors

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2009
• Tom: T. 61, nr 2
• Strony: 75--79
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Bochenek D.

autor

Surowiak Z.

autor

Dudek J.

• Uniwersytet Śląski, Wydział Informatyki i Nauki o Materiałach, Katedra Materiałoznawstwa, Sosnowiec,

Bibliografia

• [1] Bhat V.V., Ramanujachary K.V., Lofland S.E., Umarji A.M.:Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 280, (2004), 221-226.
• [2] Raymond O., Font R., Suarez N, Portelles J„ Siqueiros J.M.: Journal of Applied Physics, 97, (2005), 084107.
• [3] MajummbderS.B., BhattacharyyaS., KatiyarR.S., Manivannan A., Dutta P, Seehra M.S.: Journal of Applied Physics 99, (2006), 024108.
• [4] Raymond O., Font R., Suarez N., Portelles J., Siqueiros J.M.: Ferroelectrics, 294, 2003, 141.
• [5] SurowiakZ., Bochenek D., Korzekwa J.: Electronic and Telecommunications Quartarly, 53, 2, (2007), 193-219.
• [6] Wójcik K., Zieleniec K., Mulata M.: Ferroelectrics, 289, (2003), 107-120.
• [7] Fridkin V.M.: ZhETF, 3, (1966), 252.