Wpływ mikrostruktury ceramiki PZT na właściwości dielektryczne i piezoelektryczne

• Autorzy: Bruś B. , Zarycka A.

Warianty tytułu

EN

Influence of the PZT ceramics microstructure on dielectric and piezoelectric properties

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem pracy było pokazanie wpływu mikrostruktury ceramiki na jej właściwości dielektryczne i piezoelektryczne. W pracy przedstawiono analizę mikrostruktury ceramiki PZT domieszkowanej kadmem i wolframem. Materiał badań otrzymano na drodze syntezy metodą reakcji w fazie stałej oraz zagęszczania dwoma metodami: metodą spiekania swobodnego oraz metodą prasowania na gorąco. Analizy mikrostruktury dokonano na podstawie zdjęć wykonanych za pomocą mikroskopu skaningowego Hitachi S-4700. Do obliczenia średniego rozmiaru ziaren oraz określenia jednorodności rozmiaru ziaren wykorzystano system VISILOG 4. Przedstawiono również rezultaty pomiarów parametrów dielektrycznych (przenikalności elektrycznej i tangensa kąta strat dielektrycznych) oraz piezoelektrycznych (współczynnika sprzężenia elektromechanicznego, modułu piezoelektrycznego). Parametry piezoelektryczne wyznaczono metodą rezonansu-antyrezonansu. Przeprowadzono analizę wpływu gęstości, porowatości, wielkości ziarna i jednorodności wielkości ziaren na parametry dielektryczne i piezoelektryczne.

EN

The aim of this work was to show the influence of the microstructure on dielectric and piezoelectric properties of the PZT ceramics. The analysis of the microstructure of PZT type ceramics containing cadmium and tungsten was presented. The studied material was obtained by the solid state synthesis. The pressureless sintering and hot pressing methods were used to sinter the samples. The SEM micrographs were delivered by the Hitachi S-4700 microscope. It was a base to analyze the microstructures. The VISILOG 4 system was applied to calculate average grain sizes and homogeneity of grain size distributions. The results of measurements of dielectric parameters (dielectric permittivity, loss tangent) and piezoelectric parameters (electromechanical coupling coefficient, piezoelectric modulus) are presented. The resonance-antiresonance method was used to calculate piezoelectric properties. The influence of density, porosity, grains size and homogeneity of grain size distribution on dielectric and piezoelectric parameters is shown.

Słowa kluczowe

PL

PZT; właściwości dielektryczne; właściwości piezoelektryczne; mikrostruktura

EN

PZT; dielectric properties; piezoelectric properties; microstructure

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2010
• Tom: T. 62, nr 1
• Strony: 28--31
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Bruś B.

autor

Zarycka A.

• Uniwersytet Śląski, Wydział Informatyki i Nauki o Materiałach, Katedra Materiałoznawstwa, Śnieżna 2, 41-200 Sosnowiec,

Bibliografia

• [1] Xu Y.H.: Ferroelectric materials and their applications, North-Holland, New York, (1991), 72-100.
• [2] Czekaj D.: Zjawiska degradacji w materiałach piezoelektrycznych, Prace Wydziału Techniki, 30, (2000), 202.
• [3] Surowiak Z., Kupryanov M.F., Czekaj D.: J. Eur. Ceram. Soc., 21, (2001), 1377.
• [4] Barranco A.P., Pinar F.C., Martinez P., Garcia E.T.: J. Eur. Ceram. Soc., 21, (2001), 523.
• [5] Smith L.G.: Sensor and Actuators, A35, (1992), 129.
• [6] Yi-Chu Hsu, Chia-Che Wu, Cheng-Chun Lee, Cao G Z., Shen I.Y.: Sensor and Actuators, A116, (2004), 369.
• [7] Bruś B., Ilczuk J.: Ceramics, 66, (2001), 540.
• [8] Elektroceramika ferroelektryczna, (Surowiaka Z., Red), Wydawnictwo Uniwersytetu Śląskiego, Katowice 2004.
• [9] Wang X.X., Murakami K., Sugiyama O., Kaneko S.: J. Eur. Ceram. Soc., 21, (2001), 1367.
• [10] Perez J.A., Soares M.R., Mantas P.Q., Senos A.M.R: J. Eur. Ceram. Soc., 25, (2005) 2207.
• [11] Bruś B., Zarycka A., Zachariasz R., Czerwiec M.: Ceramics, 80, (2003), 493.
• [12] Bruś B., Czerwiec M., Zachariasz R., Ilczuk J.: Journal de Physique IV, 129, (2005), 105.
• [13] Cybo J., Chmiela J., Maszybrocka A., Stach S.: Solidification of metals and alloys, 2(44), (2000), 409.
• [14] Bruś B., Zarycka A., Płońska M., Ilczuk J.: 50 Otwarte Seminarium z Akustyki OSA’2003, (2003), 323.
• [15] Ranachowski J.: Elektroceramika. Wybrane metody badań, T.2, PWN, Warszawa, (1982), 64-79.