Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Realna struktura kryształów BaTiO3 otrzymywanych metodą krystalizacji z roztworów stopionych soli i tlenków

Borodin V.Z., Fesenko E.G., Skulski R., Surowiak Z.

Archiwum Nauki o Materiałach

|

2003

|

T. 24, nr 3

245-273

PL

Przedstawiono proces hodowli kryształów BaTiO3 metodą krystalizacji z roztworów stopionych soli i tlenków (odmianą metody Remeiki). Sklasyfikowano obserwowane defekty wzrostu kryształów i zaproponowano najbardziej prawdopodobne mechanizmy ich powstawania. Podsumowano wyniki badań statyki struktury domenowej kryształów BaTiO3 w temperaturze pokojowej, tzn. w fazie tetragonalnej, a także wyniki badań procesu formowania się 90 i 180 stopniowych domen podczas przemiany fazowej w bezgradientowym i gradientowym polu temperatur. Metodami mikroskopii optycznej, mikroskopii elektronowej oraz dyfrakcji rentgenowskiej zbadano strukturę krystaliczną wyhodowanych kryształów BaTiO3. W większości badanych kryształów zaobserwowano obecność makro- i mikrobloków, typowych dla struktur mozaikowych. Wskazano na wzajemne relacje struktury domenowej i struktury mozaikowej otrzymanych kryształów BaTiO3.

EN

The process of BaTiO3 single crystals obtaining from melted salts and oxides (modified Remeika method) is presented in this paper. The observed defects of crystal growth are classified and the most probable mechanisms of their arising are proposed. The results of static domain structure investigations at room temperature (i.e. in tetragonal phase), as well as 90 and 180 degrees domain structures formation in gradient and gradient-free fields of temperatures are reviewed. Using the methods of optical microscopy, electron microscopy and X-ray diffraction the crystal structure of grown crystals has been investigated. In the majority of investigated crystals the presence of macro- and microblocks typical for mosaic structures was stated. The mutual correlation's between domain and mosaic structures have been found.

2

Otrzymywanie ferroelektrycznych mikrokryształów PbTiO3 i niektóre ich właściwości

Fesenko E.G., Gavrilyachenko V.G., Komarov V.D., Leyderman A., Surowiak Z.

Archiwum Nauki o Materiałach

|

2002

|

T. 23, nr 4

311-336

PL

Opracowano metodę otrzymywania mikrokryształów PbTiO3 o rozmiarach od 5 do 50 mikrometrów i formach izometrycznych oraz metodę rozdzielania krystalicznego proszku na frakcje o zbliżonych rozmiarach ziarn. Badano przemiany fazowe Pm3m<->P4mm i formowanie się struktury domenowej w izometrycznych mikrokryształach PbTiO3 o różnych rozmiarach. Przemiana fazowa charakteryzuje się dużą prędkością pojedynczej płaskiej granicy międzyfazowej typu {023}. Stwierdzono występowanie efektu rozmiarowego polegającego na tym, że w kryształach o rozmiarach mniejszych od rozmiaru krytycznego (rcr=20 mikrometrów) zanika proces formowania się 90 stopniowych domen i zgodnie z teorią fenomenologiczną Landaua dwukrotnie zwiększa się histereza temperaturowa przemiany fazowej. Niezależnie od rozmiarów mikrokryształów zawsze formują się w nich 180 stopniowe domeny, minimalizujące energię pola elektrycznego przy przejściu fazowym.

EN

The method of obtaining of PbTiO3 micro-crystals of the size within 5-50 micrometers and of the isometric shape has been developed. A method of crystalline powder separation into fractions with dose grain dimension has also been worked out. Phase transitions of Pm3m<->P4mm and formation of domain structure in isometric PbTiO3 micro-crystals with different size have been investigated. The phase transition exhibits high velocity of a {023}-type singular plane phase boundary. It has been found that the process of formation of 90 degrees-domains decays in crystals exhibiting a smaller size than critical dimension (rcr=20 micrometers). It has been proved that in such a case of the effect of the thermal hysteresis of the phase transition is twice as high as the one resulting from the Landau phenomenological theory. Regardless of the size of the microcrystals, 180 degrees-domains were always formed, reducing energy of the electric field during phase transition.

3

Wpływ ładunku przestrzennego na stabilność czestotliwości rezonansowej przetworników piezoceramicznych na bazie PZT

Bochenek D., Fesenko E. G., Gavrilyachasenko S. V., Leyderman A. V., Surowiak Z.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2000

|

Vol. 41, nr 6

3-10

PL

Na przykładzie kilku czteroskładnikowych roztworów stałych na bazie PZT badano wpływ ładunku przestrzennego na temperaturową i czsowa stabilność rezonansowej (fr) oraz innych parametrów piezoelektrycznych. Temperaturowa stabilność fr wzrasta wraz ze wzrostem pola ładunku przestrzennego (Esc), czyli ze zmniejszaniem sie średnich rozmiarów ziarn oraz zwiększeniem porowatości i stopnia zdefektowania piezoceramiki. Obok pola ładunku przestrzennego (Esc) na temperaturowa syabilność fr, mają również wpływ wartości parametru spontanicznej deformacji ([delta]) i pola koercji (Ec). Ze wzrostem [delta] i Ec, czyli ze wzrostem twardości ferroelektrycznej, wzrasta stabilność czestotliwości rezonansowej (fr). Praktycznym osiągnięciem pracy jest opracowanie technologii drobnoziarnistej piezoceramiki o względnej temperaturowej zmianie czestotliwości rezonansowej ([delta fr)x100%<0,15% w zakresie temperatury 213 - 358 K. Taka piezoceramika może znaleźć zastosowanie w budowie pasmowych filtrów elektrycznych.

EN

On the basis of some four-component solid solutions on the PZT basis, the influence of a space charge on the temperature and time stability of the resonance frequency (fr) and other piezoelectric parameters were examined. Temperature stability fr, increases together with increase of the space charge field (Esc), so with decrease of average size of grains and with increase of porosity and the level of piezceramic defectivity. Despite the space charge field (Esc) the temperature stability of fr, is influenced also by the value of spontaneous deformation parameter ([delta]) and the coercion field (Ec). With the increase of [delta] and Ec that is with the increase of ferroelectric hardness the resonance frequency stability (fr) increases. The practical achievement of the work is elaborating the technology of fine-grained piezoceramic with the relative temperature change of resonance frequency ([delta fr)x100%<0,15% in the range of temperatures 213 - 358 K. Such piezoceramic can be used in the construction of band electric filters.

4

The influence of Pb vacancies on the properties of PZT-type ceramic transducers

Surowiak Z., Kozielski L., Wodecka-Duś B., Fesenko E. G., Razumowskaya O. N., Reznichenko L. A., Zakharchenko I. N.

Archives of Acoustics

|

2000

|

Vol. 25, no. 2

251-269

EN

This article is dedicated to prof. J. Ranachowski The result of investigations of the influence of lead vacancies on the crystalline structure of PZT-type ceramic piezoelectric materials is presented. The solid solution of PbTiO3 - PbZrO3 - sigma n=13 Pb(B'1-alpha B''alpha)O3, characterized by the perovskite-type structure (ABO3), is the basis of those materials. The lead vacancies (VPb) was originated by a thermal treatment. Investigations of the influence of the lead deficiency on the crystalline structure of PZT-type ceramics have been performed for solid solutions characterized by compositions corresponding to the tetragonal or rhombohedral boundary of the morphotropic region (PCR-1, PCR-8: Piezoelectric Ceramics of Rostov) and to tetragonal phase region compositions (ceramics of Pb1-x(Zr0.39Ti0.59W0.01Cd0.01) O3). It has been found that the deficiency in lead causes a reconstruction of the perovskite phase crystalline structure or a change of the elementary cell parameters of that phase. The solid solutions on the basis of Pb(Zr,Ti)O3 resolve themselves into PbTiO3, ZrO2 and PbO when the lead deficiency caused by thermal treatment increases

5

Dielectric and electrostrictive properties of ferroelectric relaxors

Surowiak Z., Fesenko E. G., Skulski R.

Archives of Acoustics

|

1999

|

Vol. 24, no. 3

391-400

EN

On the basis of ferroelectric relaxors electrostrictive ceramics has been obtained. Searching for electrostrictive ceramic transducers with optimal electromechanical parameters include the following: 1) investigation of different types of complex oxides with the perovskite structure (OPS): ferroelectric, antiferroelectric, non-polar; 2) investigation of OPS with different degree of the cation order; 3) measurements of the electrostrictive coefficient (Q), Curie-Weiss constant (C), coefficient of linear thermal expansion (gamma), polarization (P) and permittivity (ϵ); 4) X-ray structure analysis. The following rules have been stated out during the experimental investigations: 1) values of the electrostrictive coefficients (Qijkl) depend not only on the chemical constitution of OPS but, first of all, on the degree of cation order (i.e. the coefficients increase with an increase in the degree of cation order: non-ordered state - simple state - ordered state; 2) products of the hydrostatic electrostrictive coefficient (Q_h) and the Curie-Weiss (C) constant of all ferroelectric and antiferroelectric OPS are nearly equal; 3) value of the hydrostatic electrostrictive coefficient (Q_h) is nearly proportional to the linear thermal expansion coefficient square (gamma2). Taking into account the above mentioned rules the detailed and systematic investigations of OPS with non-ordered cations and high value of the Curie-Weiss constant (C) and permittivity (ϵ) were carried out. In such OPS high value of induced polarization leads to considerable electrostrictive deformation described by the Mijkl tensor (Mijkl alfa approx;Qijkl alfa varepsilon2r). One can mention PbNb2/3Mg1/3O3 and solid solution prepared on the basis of PbNb2/3Mg1/3O3 as an example. Devices fabricated on the basis of electrostrictive ceramics provide a relative displacement of about 10-3 what is few times more than the one provided by devices on the basis of piezoelectric ceramics.