Fabrication and Dielectric Properties of Donor Doped BaTiO3 Ceramics

• Autorzy: Wodecka-Dus B. , Czekaj D.

Warianty tytułu

PL

Otrzymywanie i właściwości dielektrytczne donorowo domieszkowanej ceramiki BaTiO3

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Barium titanate BaTiO3 is a common ferroelectric material which adopts the perovskite structure type ABO3. It is widely utilized to manufacture a variety of electronic components. In the present study lanthanum-doped BaTiO3 compositions with x=0.1 mol.% and x=0.3 mol.%, in Ba1-xLaxTi1-x/4O3 were prepared by free sintering method in air at temperature T=1350 C. The grain size distribution and morphology of the powders were studied as well as the X-ray diffraction analysis was performed to confirm formation of the desired crystalline structure. Temperature dependence of dielectric permittivity was studied in the temperature range of ferroelectric-paraelectric phase transition.

PL

Tytanian baru BaTiO3 jest przedstawicielem tlenowooktaedrycznych związków o strukturze krystalicznej typu perowskitu ABO3. Materiał ten charakteryzuje się wieloma interesującymi właściwościami, które można modyfikować poprzez zmianę składu chemicznego oraz optymalizacje technologii otrzymywania. Przedmiotem niniejszej pracy było otrzymanie metodą swobodnego spiekania (T=1350 C) na bazie półprzewodnikowego BaTiO3, domieszkowanego donorowo lantanem, roztworu stałego o składzie Ba1-xLaxTi1-x/4O3, dla koncentracji x=0,1 mol.% i x=0,3 mol.%. Celem zoptymalizowania warunków technologicznych przeprowadzono analizę ziarnowa proszków. Wykorzystując metodę dyfrakcji promieni rentgenowskich (metoda XRD) zbadano strukturę krystaliczną, przeprowadzono identyfikację fazową oraz wyznaczono średni wymiar krystalitów otrzymanego roztworu stałego o różnej zawartości lantanu. Zbadano również temperaturowe zależności stałych dielektrycznych w obszarze przemiany fazowej oraz określono parametry ferroelektryczne otrzymanej elektroceramiki. W wyniku przeprowadzonej pracy wytworzono ceramikę odznaczającą się strukturą typu perowskitu o symetrii tetragonalnej. Stwierdzono, że wzrost koncentracji lantanu w BaTiO3 powoduje zmniejszenie średniego wymiaru krystalitów, wzrost wartości przenikalności elektrycznej i przesunięcie temperatury przejścia fazowego z fazy ferroelektrycznej do paraelektrycznej w strone niższych temperatur. Domieszka 0,3 mol.% La powoduje wzrost stopnia rozmycia przemiany fazowej, wzrost stałej Curie i obniżenie temperatury Curie-Weissa.

Słowa kluczowe

EN

Ba1-xLaxTi1-x/4O3; donor doped; dielectric permittivity; ferroelectric ceramics

PL

Ba1-xLaxTi1-x/4O3; ceramika domieszkowana donorowo; przenikalność dielektryczna; ceramika ferroelektryczna

• 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: 923--933
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wodecka-Dus B.

autor

Czekaj D.

• University of Silesia, Faculty of Computer Science And Materials Science, Department of Materials Science, 41-200 Sosnowiec, 2 Sniezna St., Poland

Bibliografia

• [1] Y. X u, Ferroelectric materials and their applications, North Holland, New York (1991).
• [2] F. D. Morrison, D. C. Sinclair, A. R. West, R. Anthony, B. M. Kulwicki, J. Am. Ceram. Soc. 84, 531 (2001).
• [3] M. E. V. Costa, P. Q. Mantas, J. Euro. Ceram. Soc. 19, 1077-1080 (1999).
• [4] H. Beltran, E. Cordoncillo, P. Escribano, D. C. Sinclair, A. R. West, J. Am. Ceram. Soc. 87, 2132-2134 (2004).
• [5] A. R. West, T. B. Abrams, F. D. Morrison, D. C. Sinclair, J. Euro. Ceram. Soc. 24, 1439-1448 (2004).
• [6] F. D. Morrison, D. C. Sinclair, A. R. West, J. Am. Ceram. Soc. 84, 531-538 (2001).
• [7] R. A. Young, (Ed)., The Rietveld Method, Oxford University Press (1995).