Fizyczne procesy odpowiedzialne za rozpraszanie energii w ceramice PFN

• Autorzy: Bruś B. , Zarycka A.

Warianty tytułu

EN

The physical processes responsible for energy dissipation in PFN ceramics

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy określono fizyczne procesy odpowiedzialne za rozpraszanie energii sprężystej drgań mechanicznych oraz określono wpływ domieszek twardych na tarcie wewnętrzne w ceramice PFN. Poznanie właściwości tych materiałów jest istotne z uwagi na ich szerokie zastosowanie, jako kondensatory, detektory piroelektryczne, czy przetworniki piezoelektryczne. Badany materiał stanowiły próbki ceramiki PFN, Pb(Fe0,5Nb0,5)O3, niedomieszkowanej i domieszkowanej chromem (1% - 3% Cr). W pomiarach właściwości mechanicznych wykorzystano metodę tarcia wewnętrznego (TW). Duże zainteresowanie tą metodą w badaniach rzeczywistej struktury materiałów ceramicznych spowodowane jest tym, że obserwując makroskopowe drgania próbki można uzyskać informacje o zachowaniu się materiału na poziomie atomowym. W pracy przedstawiono temperaturowe zależności tarcia wewnętrznego dla badanego multiferroika, otrzymane przy szybkości nagrzewania 3 K/min i przy różnych częstotliwościach pomiarowych. Opisano również wpływ zawartości chromu na właściwości mechaniczne badanej ceramiki takie jak dynamiczny moduł Younga i tarcie wewnętrzne w temperaturze pokojowej oraz w temperaturze przemiany fazowej.

EN

In the work, physical processes responsible for dispersing the elastic strain energy of mechanical pulses were determined as well as an influence of hard additives on the internal friction was determined in PFN ceramics. Getting to know the appropriateness of these materials is significant due to their wide applications, as condensers, piroelectric detectors, piezoelectric transducers. Samples of PFN ceramics were composed of Pb(Fe0.5Nb0.5)O3 material which was non-doped and doped with chromium (1-3 at.%). In measurements of mechanical properties, a method of the internal friction was used (TW). Great interest in this method in the research on the real structure of ceramic materials is caused by a fact that it is possible to obtain information about the behaviour of material on the atomic level by watching macroscopic pulses of the sample. In the work, temperature dependences of internal friction were described for the examined multiferroik ceramics that were received at a heating speed of 3 K/min and different frequencies. An influence of the chromium content on mechanical properties of inspected ceramics was also described, including dynamic Young’s modulus and internal friction both at room temperature and at a temperature of the phase transition.

Słowa kluczowe

PL

PFN; tarcie wewnętrzne; moduł Younga; przemiana fazowa

EN

PFN; internal friction; Young's modulus; phase transition

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 66, nr 3
• Strony: 298--301
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Bruś B.

• Uniwersytet Śląski, Wydział Informatyki i Nauki o Materiałach, Katedra Materiałoznawstwa, ul. Żytnia 12, 41-200 Sosnowiec

autor

Zarycka A.

• Uniwersytet Śląski, Wydział Informatyki i Nauki o Materiałach, Katedra Materiałoznawstwa, ul. Żytnia 12, 41-200 Sosnowiec

Bibliografia

• [1] Zachariasz, R., Bruś, B., Zarycka, A., Czerwiec, M., Ilczuk, J.: An application of measurements of amplitude internal friction dependences for tests of ceramic materials, Phys. Status Solidi, A 205, (2008), 1120-1125.
• [2] Zarycka, A., Zachariasz, R., Ilczuk, J., Chrobak, A.: Internal friction related to the mobility of domain walls in sol-gel derived PZT ceramics, Materials Science – Poland, 23, (2005), 159-165.
• [3] Bochenek, D., Surowiak, Z., Krok–Kowalski, J., Poltierova–Vejpravova, J.: Influence of the sintering conditions on the physical proprieties of the ceramic PFN multiferroics, J. Electroceram., 25 (2010), 122-129.
• [4] Yi-Cheng Liou, Yueh-Lun Sung: Preparation of columbite MgNb2O6 and ZnNb2O6 ceramics by reaction-sintering, Ceram. Int., 34, (2008), 371-377.
• [5] Bruś, B., Ilczuk, J, Zarycka, A.: Influence of frequency on the internal friction of PZT type ceramics, Molecular and Quantum Acoustics, 23, (2002), 91-96.
• [6] Zachariasz, R., Ilczuk, J., Chrobak, A.: Wykorzystanie relaksatora częstotliwości akustycznych w badaniach piezoceramiki typu PZT, Ceramika/Ceramics, 66/2, (2001), 630-636.
• [7] Elektroceramika ferroelektryczna, pod red. Z. Surowiaka, Wydawnictwo Uniwersytetu Śląskiego, Katowice, (2004), 269-276.
• [8] Bruś, B., Ilczuk, J., Zachariasz, R.: Wpływ zawartości PbTiO3 na tarcie wewnętrzne w piezoceramice typu PZT, Ceramika/Ceramics, 89, (2005), 24-31.
• [9] Zachariasz, R., Bruś, B., Bluszcz, J., Ilczuk, J.: Internal friction in the phase transition area, Molecular and Quantum Acoustics, 24, (2003), 249-254.
• [10] Frayssignes, H., Gabbay, M., Fantozzi, G., Porch, N. J., Cheng, B. L., Button, T. W.: Internal friction in hard and soft PZT-based ceramics, J. Eur. Ceram. Soc., 24, (2004), 2989–2994.
• [11] Bruś, B., Zachariasz, R., Ilczuk, J., Zarycka, A.: Internal friction in hard and soft PZT – based ceramics, Archive of Acoustics, 30, 4, (2005), 59-62.