Fabrication and characterization of BST60/40//PVDF ceramic-polymer composite

• Autorzy: Osińska K. , Adamczyk M. , Dzik J. , Bernard H. , Czekaj D.

Warianty tytułu

PL

Otrzymywanie i charakterystyka kompozytów ceramiczno-polimerowych BST60/40/PVDF

• Konferencja: Composites and Ceramic Materials - Technology, Application and Testing (12 ; 16-18 May 2011 ; Białowieża, Poland)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this paper BST//PVDF composites with 0-3 connectivity were prepared from (Ba0.6Sr0.4)O3 (BST60/40) ceramic powder and polyvinylidene fluoride (PVDF) powder by a hot pressing method, for different concentration of the ceramic phase (cV). Morphology of BST//PVDF composites was observed by transmission electron microscopy and scanning electron microscopy, whereas the crystalline structure was studied by the X-ray diffraction method. The temperature dependence of dielectric permittivity of BST//PVDF composites was measured in the frequency range of f=10kHz-1MHz. The split-post dielectric resonator (SPDR) was used for the measurements of the real and imaginary part of dielectric permittivity of BST//PVDF composites in the microwave frequency range of f=3-10GHz. It was found, that the dielectric properties of the ceramic-polymer composite for cV >20% change significantly for both small (f=10kHz-1MHz) and high (f=3-10GHz) frequencies. The abrupt increase in permittivity may indicate an excess of the percolation threshold, so the ceramic-polymer composite for the concentrations of the active ceramic phase cV >20% cannot be indexed as composites with 0-3 connectivity.

PL

W ramach prezentowanej pracy, kompozyty BST//PVDF, o sposobie łączenia faz 0-3, otrzymywane były z proszku ceramicznego (Ba0:6Sr0:4)O3 (BST60/40) oraz proszku poli(fluorku winylidenu) (PVDF), dla różnego stężenia fazy ceramicznej (cV ), metodą prasowania na gorąco. Morfologie kompozytów BST//PVDF obserwowano z zastosowaniem transmisyjnego oraz skaningowego mikroskopu elektronowego. Strukturę krystaliczną badano metodą dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego. Temperaturowa zależność przenikalności elektrycznej mierzona była w zakresie częstotliwości f =10kHz-1MHz. Do pomiarów w zakresie bardzo wysokich częstotliwości f =3-10GHz zastosowano rezonator dielektryczny SPDR. Można zauważyć, że zarówno dla niskich ( f =10kHz-1MHz), jak i wysokich ( f =3-10GHz) częstotliwości właściwości dielektryczne kompozytów ceramiczno-polimerowych dla stężenia fazy ceramicznej cV >20%, zmieniają się w znacznym stopniu. Gwałtowny wzrost wartości przenikalności może świadczyć o przekroczeniu progu perkolacji, a więc kompozyty ceramiczno-polimerowe o stężeniu aktywnej fazy ceramicznej cV >20% nie mogą być indeksowane jako kompozyty o sposobie łączenia faz 0-3.

Słowa kluczowe

EN

BST; PVDF; ceramic-polymer composites; dielectric permittivity

PL

PVDF; kompozyty ceramiczno-polimerowe; przenikalność dielektryczna

• 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: 2011
• Tom: Vol. 56, iss. 4
• Strony: 1083--1091
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Osińska K.

autor

Adamczyk M.

autor

Dzik J.

autor

Bernard H.

autor

Czekaj D.

• Department of Materials Science, University of Silesia, 41-200 Sosnowiec, 2 Śnieżna Str., Poland

Bibliografia

• [1] B. Hilczer, J. Kułek, E. Markiewicz, M. Kosec, B. Malic, Journal of Non-Crystalline Solids 305, 167-173 (2002).
• [2] K. Osińska, M. Adamczyk, D. Czekaj, Prace Komisji Nauk Ceramicznych-Polski Biuletyn Ceramiczny, Ceramika 101, 125-131 (2008).
• [3] B. Hilczer, J. Małecki, Elektrety i piezopolimery, PWN, Warszawa (1992).
• [4] R. E. Newnham, D. P. Skinder, L. E. Cross, Materials Research Bulletin 13(5), 325-336 (1978).
• [5] K. Osińska, M. Adamczyk, D. Czekaj, Prace Komisji Nauk Ceramicznych-Polski Biuletyn Ceramiczny, Ceramika 103, 245-252 (2008).
• [6] K. Osińska, M. Adamczyk, M. Parcheniak, D. Czekaj, Archives of Metallurgy and Materials 54, 985-997 (2009).
• [7] B. Wodecka-Duś, A. Lisinska-Czekaj, T. Orkisz, M. Adamczyk, K. Osińska, L. Kozielski, D. Czekaj, Materials Science Poland 25(3), 791-799 (2007).
• [8] K. Osińska, J. Maszybrocka, J. Plewa, D. Czekaj, Archives of Metallurgy and Materials 54, 911-922 (2009).
• [9] B. Kumar, J. P. Fellner, Journal of Power Sources 123 132-136 (2003).