Wpływ domieszki lantanu na właściwości Bi4Ti3O12

• Autorzy: Bernard H. , Osińska K. , Dzik J. , Lisińska-Czekaj A. , Czekaj D.

Warianty tytułu

EN

Influence of La-doping on properties of Bi4Ti3O12 ceramics

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Związki perowskitowe to w dużej mierze ferroelektryki charakteryzujące się wysoką temperaturą Curie. Umożliwia to stosowanie ich jako przetworników piezoelektrycznych pracujących w bardzo wysokich temperaturach. W prezentowanej pracy przedstawione zostały zagadnienia związane z wpływem domieszki lantanu na wytwarzanie Bi4-xLaxTi3O12 dla x = 0, 0,25, 0,75 oraz jej strukturę i właściwości dielektryczne. Materiał BiTLa wytworzono metodą syntezy w fazie stałej z mieszaniny tlenków (MOM). Jako metodę zagęszczania zastosowano spiekanie swobodne w 1000°C oraz 1100°C przez 2 h. Dla stechiometrycznej mieszaniny tlenków wyjściowych przeprowadzono analizę termiczną. Mikrostrukturę przełomu wytworzonej ceramiki obserwowano przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego. Analizę składu chemicznego przeprowadzono metodą EDS, a strukturę krystaliczną badano metodą dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego. Dla otrzymanych próbek Bi4-xLaxTi3O12 dokonano pomiaru temperaturowej zależności impedancji dla wybranych częstości z zakresu częstotliwości (1-100) kHz.

EN

La-modified Bi4Ti3O12 is a typical ferroelectric, piezoelectric and electro-optic material, having relatively low coercive field, low dielectric constant, high Curie temperature and high breakdown strength. In the present research, Bi4Ti3O12 ceramics doped with La (BiTLa) were synthesized by the standard solid-state reaction method from the mixture of oxides at 1000 °C for 3 h. Ceramic powders of Bi4-xLaxTi3O12 for x = 0, 0.25, 0.75 were next pressed, and the compacts were sintered by natural sintering at temperatures of 1000°C and 1100°C with a soaking time of 2 h. A thermal analysis was carried out for the stoichiometric mixture of starting oxides. The influence of La-doping on the chemical composition and microstructure of BiTLa ceramics was studied by scanning electron microscopy (HITACHI S-4700) and energy dispersion spectroscopy. The crystal structure of Bi4-xLaxTi3O12 ceramics was determined by X-ray diffraction. The temperature dependence of the impedance was measured in the frequency range of (1-100) kHz.

Słowa kluczowe

PL

struktura Aurivilliusa; Bi4Ti3O12; właściwości dielektryczne

EN

bismuth titanate; Aurivillius phase; dielectric properties

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2012
• Tom: T. 64, nr 1
• Strony: 53--58
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Bernard H.

autor

Osińska K.

autor

Dzik J.

autor

Lisińska-Czekaj A.

autor

Czekaj D.

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

Bibliografia

• [1] Jardiel T., Caballero A.C., Villegas M.: „Electrical properties in WO3 doped Bi4Ti3O12”, J. Eur. Ceram. Soc., 27, (2007), 4115–4119.
• [2] Simões A.Z., Aguiar E.C., Ries A., Longo E., Varela J.A.: „Niobium doped Bi4Ti3O12 ceramics obtained by the polymeric precursor method”, Mater. Lett., 61, (2007), 588–591.
• [3] Tang Q.Y., Kana Y.M., Li Y.G., Zhang G.J., Pei-Ling Wang P.L.: „Ferroelectric and dielectric properties of Nd/V co-doped Bi4Ti3O12 ceramics”, Solid State Communications, 142, (2007), 1–5.
• [4] Khomchenko V.A., Kakazei G.N., Pogorelov Y.G., Araujo J.P., Bushinsky M.V., Kiselev D.A., Kholkin A.L. , Paixão J.A.: „Effect of Gd substitution on ferroelectric and magnetic properties of Bi4Ti3O12”, Mater. Lett., 64, (2010), 1066–1068.
• [5] Chen M., Liu Z.L., Wang Y., Wang C.C., Yang X.S., Yao K.L.: „Ferroelectric properties of Pr6O11-doped Bi4Ti3O12”, Solid State Communications, 130, (2004), 735–739.
• [6] Simões A.Z., Stojanovic B.D., Ramirez M.A., Cavalheiro A.A., Longo E., Varela J.A.: „Lanthanum-doped Bi4Ti3O12 prepared by the soft chemical method: Rietveld analysis and piezoelectric properties”, Ceram. Inter., 34, (2008), 257–261.
• [7] Simões A.Z., Quinelato C., Ries A., Stojanovic B.D., Longo E., Varela J.A.: „Preparation of lanthanum doped Bi4Ti3O12 ceramics by the polymeric precursor method, Mater. Chem. Phys., 98, (2006), 481–485.
• [8] Morozov M.I., Mezentseva L.P., Gusarov V.V.: „Mechanism of Formation of Bi4Ti3O12”, Russ. J. Gen. Chem., 72, (2002), 1038-1040, Translated from Zhurnal Obshchei Khimii, 72, (2002), 1110-1113.
• [9] Navarro-Rojero M. G., Romero J.J., Rubio-Marcos F., Fernandez J.F., “Intermediate phases formation during the synthesis of Bi4Ti3O12 by solid state reaction”, Ceram. Inter., 36, (2010), 1319-1325.