Synthesis of Bi5TiNbWO15Ceramics

• Autorzy: Lesinska-Czekaj A. , Czekaj D.

Warianty tytułu

PL

Synteza ceramiki Bi5TiNbWO15

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the present study bismuth containing ceramic material Bi5TiNbWO15, belonging to the family of mixed-layer Aurivillius phases have been synthesized and fabricated. The compounds were synthesized according to the solid state reaction by mixed oxide method. The process of preparation was investigated by simultaneous thermal analysis and X-ray powder diffraction method. It was found that the structure adopted the polar orthorhombic space group I2cm, a=5.4318A, b=5.4255A, c=41.6382A. Impedance spectroscopy was applied to characterize polarization processes present in the system and to separate the bulk, grain boundary, and electrode processes of polycrystalline ceramic material. The Kramers-Kronig data validation test was employed in the present impedance data analysis. Apart from the Nyquist (i.e., Z" vs. Z') and Bode (i.e. Z vs.) plots the alternative representations of impedance spectra were used to reveal contributions with relatively small differences in relaxation frequencies.

PL

W niniejszej pracy zaprezentowano rezultaty badan poswieconych syntezie oraz wytworzeniu materiału ceramicznego nalezacego do grupy faz Aurivilliusa o mieszanej budowie i składzie chemicznym Bi5TiNbWO15. Materiał został zsyntezowany w wyniku reakcji w fazie stałej z mieszaniny proszków wyjsciowych. Proces syntezy materiału ceramicznego badano z zastosowaniem róznicowej analizy termicznej (DTA) i analizy termograwimetrycznej (TG, DTG) oraz rentgenowskiej analizy strukturalnej. W wyniku badan rentgenowskich okreslono grupe przestrzenna I2cm i parametry rombowej komórki elementarnej a=5.4318A, b=5.4255A, c=41.6382A. Zastosowanie spektroskopii impedancyjnej pozwoliło na rozdzielenie wkładu ziaren, granic ziaren oraz procesów przyelektrodowych w impedancje polikrystalicznego materiału ceramicznego. W celu okreslenia spójnosci impedancyjnych danych pomiarowych przeprowadzono test Kramersa – Kroniga. Dane impedancyjne przedstawiono w postaci wykresów Nyquista (Z" vs. Z'), wykresów Bode (Z vs.) oraz alternatywnych sposobów prezentacji, które pozwoliły wyjawic wkład procesów polaryzacyjnych o zblizonych czestotliwosciach relaksacji.

Słowa kluczowe

EN

mixed Aurivillius phase; ceramics; impedance spectroscopy

PL

ceramika; spektroskopia impedancyjna; fazy Aurivilliusa

• 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: 2009
• Tom: Vol. 54, iss. 4
• Strony: 869--874
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys.

Twórcy

autor

Lesinska-Czekaj A.

autor

Czekaj D.

• UNIVERSITY OF SILESIA, DEPARTMENT OF MATERIALS SCIENCE, 41-200 SOSNOWIEC, 2 SNIEZNA STR., POLAND

Bibliografia

• [1] B. Aurivillius, Arkh. Khemi 1, 54, 463 (1949).
• [2] T. Kikuchi, A. Watanabe, K. Uchida, Mat.Res. Bull. 12, 299 (1977).
• [3] T. Takenaka, K. Komura, K. Sakata, Jap.J.Appl.Phys. 35, 5080 (1996).
• [4] A. Lisinska-Czekaj, D. Czekaj, Z. Surowiak, J. Ilczuk, J. Plewa, A. V. Leyderman, E. S. Gagarina, A. T. Shuvaev, E. G. Fesenko, J.Eur.Ceram.Soc. 24, 947 (2004).
• [5] A. Snedden, D. O. Charkin, V. A. Dolgikh, P. Lightfoot, J.Solid State Chem. 178, 180 (2005).
• [6] J. C. C. Abrantes, J. A. Labrincha, J. R. Frade, Mater. Res. Bull. 35, 727 (2000).
• [7] W. Kraus, G. Nolze, J. Appl. Cryst. 29, 301 (1996).
• [8] N. M. Sammes, G. A. Tompsett, H. Nafe, F. Aldinger, J.Europ. Ceram. Soc. 19, 1801 (1999).
• [9] P. Boullay, G. Trolliard, D. Mercurio, J. M. Perez-Mato, L. Elcoro, J.Solid State Chem. 164, 252 (2002).
• [10] A. R. James, S. Balaji, S. B. Krupanidhi, Mat. Sci. Eng. B64, 149 (1999).
• [11] J. E. Bauerle, J. Phys. Chem. Solids 30, 2657 (1969).
• [12] B. A. Boukamp, J. Electrochem. Soc. 142, 1885 (1995).
• [13] B. A. Boukamp, Solid State Ionics 169, 65 (2004).
• [14] D. Czekaj, A. Lisinska-Czekaj, T. Orkisz, J. Orkisz, G. Smalarz, J. Eur. Ceram. Soc. (2009), doi: 10.1016/j.jeurceramsoc.2009.06.036.
• [15] Z. G. Yi, Y. X. Li, Y. Wang, Q. R. Yin, Appl. Phys.Lett. 88, 162908 (2006).
• [16] J. C. C. Abrantes, J. A. Labrincha, J. R. Frade, Mater. Res. Bull. 35, 965 (2000).