Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Właściwości ceramiki BiFeO3 domieszkowanej dysprozem

Dzik J., Pikula T., Wodecka-Duś B., Feliksik K., Szalbot D., Szpara S.

Materiały Ceramiczne

|

2018

|

T. 70, nr 1

29--35

PL

Przedmiotem niniejszej pracy było otrzymanie i zbadanie podstawowych właściwości ceramiki Bi1-xAxFeO3 (A = Dy, dla x = 0, 0,03, 0,05, 0,07 i 0,1). Materiały otrzymano metodą reakcji w fazie stałej ze stechiometrycznych mieszanin tlenku bizmutu Bi2O3, tlenku żelaza Fe2O3 i tlenku dysprozu Dy2O3, stosując metodę spiekania bezciśnieniowego w atmosferze powietrza. Przеprоwаdzоnо bаdаniа struktury krystаlicznеj, mikrostruktury oraz właściwości magnetycznych otrzymanych materiałów.

EN

In the present research Bi1-xAxFeO3 (A = Dy, for x = 0, 0.03, 0.05, 0.07 and 0.1) ceramics was synthesized by the standard solid-state reaction method from the mixture of oxides. Ceramic powder obtained from the simple oxides Bi2O3, Fe2O3 and Dy2O3 using classical technology. The crystallographic structure, microstructure and magnetic properties of the obtained ceramic materials were studied.

2

Crystal structure and Mössbauer effect in multiferroic 0.5BiFeO3-0.5Pb(Fe0.5Ta0.5)O3 solid solution

Stoch A., Maurin J., Stoch P., Kulawik J., Szwagierczak D.

Nukleonika

|

2017

|

Vol. 62, No. 2

177--181

EN

Multiferroic 0.5BiFeO3-0.5Pb(Fe0.5Ta0.5)O3 solid solution is a material that exhibits ferroelectric and antiferromagnetic orderings in ambient temperature. The solid solution was obtained as a result of a conventional reaction in a solid state. The obtained material is a dense, fine-grained sinter whose surface was observed by scanning electron microscopy (SEM) and stoichiometry was confirmed by energy dispersive X-ray spectroscopic (EDS) analysis. According to the X-ray powder diffraction (XRD) measurements, the main phase is R3c space group with admixture of Pm-3m regular phase. Small contribution of pyrochlore-like phase was also observed. Mössbauer spectroscopy suggested random distribution of Fe3+/Ta5+ cations in the B sites of ABO3 compound. Reduction of the magnetic hyperfine field with an increase in the substitution of Ta5+ in Fe3+ neighbourhood was also observed.

3

Badanie struktury, składu fazowego i chemicznego ceramiki Bi1-xNdxFeO3

Dzik J., Czekaj D.

Materiały Ceramiczne

|

2015

|

T. 67, nr 2

171--176

PL

W prezentowanej pracy przedstawione zostały wybrane zagadnienia dotyczące technologii wytwarzania i charakterystyki właściwości ceramiki Bi1−xNdxFeO3 (x = 0,6-1). Materiał ceramiczny otrzymano metodą reakcji w fazie stałej ze stechiometrycznej mieszaniny tlenku bizmutu Bi2O3, tlenku żelaza Fe2O3 i tlenku neodymu Nd2O3, stosując metodę spiekania bezciśnieniowego w atmosferze powietrza. Metoda syntezy w fazie stałej pozwoliła na wytworzenie jednorodnych pod względem składu chemicznego materiałów, które odznaczają się zachowaniem zadanej stechiometrii. Dla stechiometrycznej mieszaniny tlenków wyjściowych przeprowadzono analizę termiczną. Na podstawie analiz termograwimetrycznej ustalono temperaturę syntezy i spiekania. Mikrostrukturę wytworzonej ceramiki obserwowano przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego. Domieszka Nd ma duży wpływ na rozmiar ziarna. Ze wzrostem ilości domieszki neodymu wielkość ziaren stopniowo zmniejsza się. Analizę składu chemicznego przeprowadzono metodą EDS, a strukturę krystaliczną badano metodą dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego. Analiza RTG otrzymanej ceramiki pozwoliła stwierdzić, że strukturę wytworzonego materiału ceramicznego należy opisywać symetrią rombową (typową dla NdFeO3).

EN

In the present research Bi1−xNdxFeO3 (x = 0.6-1) ceramics were synthesized by the standard solid-state reaction method from a mixture of oxides, followed by free sintering at a temperature T = 1000 ºC. Ceramic powder was obtained from simple oxides Bi2O3, Fe2O3 and Nd2O3 using classical technology. A thermogravimetric analysis of the stoichiometric mixture of starting oxides was carried out, allowing the determination of synthesis and sintering temperatures. The influence of Nd-doping on the chemical composition and microstructure of Bi1−xNdxFeO3 ceramics was studied by scanning electron microscopy and energy dispersion spectroscopy. It has been found that an increase in Nd content (x) caused a decrease in the average size of ceramic grains. The crystal structure was determined by X-ray diffraction.

4

Study of phase and chemical composition of Bi1-xNdxFeO3 powders derived by pressureless sintering

Dzik J., Lisińska-Czekaj A., Zarycka A., Czekaj D.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 4

1371--1376

EN

In the present paper studies on Bi1-xNdxFeO3 for x =0.1-0.4 are reported. The mixed oxide method followed with pressureless sintering was employed for ceramics fabrication. Thermal behavior of stoichiometric mixtures of simple oxide powders, viz. Bi2O3, Nd2O3 and Fe2O3 was studied by simultaneous thermal analysis. It was found that with an increase in neodymium content the weight loss increased from 0.75% to 3.16% for x =0.1 and x =0.4, respectively. It was found that weight loss took place mainly within two temperature ranges, namely ΔT1 ≈(300-400)0C and ΔT2 ≈(600-800)°C. Bi1-xNdxFeO3 ceramics was studied in terms of its phase composition (X-ray phase analysis) and chemical composition (EDS method) at room temperature. It was found that Bi1-xNdxFeO3 suffered structural phase transition from rhombohedral to orthorhombic symmetry with an increase in neodymium concentration x within the range x =(0.2-0.3).

PL

W niniejszej pracy zaprezentowano wyniki badań ceramiki Bi1-xNdxFeO3 dla x =0,1-0,4. Do wytworzenia ceramiki zastosowano metodę reakcji w fazie stałej z mieszaniny tlenków wyjściowych Bi2O3, Nd2O3 i Fe2O3 spiekanej swobodnie w atmosferze powietrza. Analiza termiczna stechiometrycznej mieszaniny proszków wykazała wzrost ubytku masy proszku przy wzroście zawartości (x) neodymu w mieszaninie (od 0,75% do 3,16% dla x =0,1 i x =0,4 odpowiednio). Stwierdzono, że ubytek masy zachodzi głównie w dwóch zakresach temperatury, a mianowicie ΔT1 ≈ (300-400)°C i ΔT2 ≈ (600-800)°C. Ceramika Bi1-xNdxFeO3 została poddana charakterystyce składu fazowego (rentgenowska analiza fazowa) oraz składu chemicznego (metoda EDS) w temperaturze pokojowej. Stwierdzono, że Bi1-xNdxFeO3 przejawia strukturalną przemianę fazową z fazy romboedrycznej do rombowej przy wzroście koncentracji neodymu w zakresie x =(0.2-0.3).

5

Synteza, struktura i właściwości dielektryczne Bi1-xNdxFeO3

Dzik J., Bernard H., Osińska K., Lisińska-Czekaj A., Czekaj D.

Materiały Ceramiczne

|

2012

|

T. 64, nr 4

530-535

PL

W niniejszej pracy przedstawiono rezultaty badań poświęconych wytwarzaniu i charakterystyce właściwości ceramiki Bi1-xNdxFeO3 (x = 0,1-0,4). W oparciu o różnicową analizę termiczną (DTA) i termograwimetryczną (TG/DTG) dobrano warunki obróbki cieplnej stechiometrycznej mieszaniny tlenków wyjściowych (Bi2O3, Fe2O3 i Nd2O3). Morfologię przełomu wytworzonej ceramiki Bi1-xNdxFeO3 obserwowano przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM). Stwierdzono, że wraz ze wzrostem zawartości x neodymu, zmniejsza się średnia wielkość ziarna. Analizę składu chemicznego przeprowadzono metodą spektroskopii rentgenowskiej z dyspersją energii (EDS). Ustalono, że zastosowane warunki obróbki termicznej ceramiki pozwoliły na zachowanie stechiometrii składu chemicznego. Strukturę krystaliczną ceramiki badano metodą dyfrakcji rentgenowskiej (XRD). Stwierdzono, że strukturę krystaliczną Bi1-xNdxFeO3 dla x ≥ 0,2 można opisać symetrią romboedryczną, natomiast dla x ≥ 0,3 - symetrią rombową. Właściwości dielektryczne badano metodą spektroskopii impedancyjnej w zakresie częstotliwości f = 20 Hz do f = 1 MHz w temperaturze pokojowej. Zaproponowano elektryczny obwód równoważny odpowiadający zachowaniu się obiektu rzeczywistego.

EN

In the present research, Bi1-xNdxFeO3 ceramics was synthesized by the standard solid-state reaction method from the mixture of oxides, followed by free sintering at temperature T = 1000°C. Investigation of crystal structure, dielectric properties of the diamagnetically substituted Bi1-xNdxFeO3 samples has been carried out. Stoichiometric mixture of the powders was thermally analysed with Netzsch STA-409 system so parameters of the thermal treatment were determined. Bi1-xNdxFeO3 ceramics was studied in terms of its chemical composition (EDS), crystalline structure (XRD), microstructure (SEM) and dielectric properties over a range of frequency (20 Hz - 1 MHz) at room temperature. Dielectric properties has been studied by impedance spectroscopy. It was found that chemical composition of the ceramic samples corresponds well to the initial stoichiometry of the ceramic powders. It was found that an increase in Nd content (x) caused a decrease in the average size of the ceramic grains. Crystalline structure of Bi1-xNdxFeO3 ceramics for x ≥ 0.2 has been described by rhombohedral symmetry whereas for x ≥ 0.3 by orthorhombic symmetry.

6

Synthesis, structure and dielectric properties of Bi1-xNdxFeO3

Dzik J., Bernard H., Osińska K., Lisińska-Czekaj A., Czekaj D.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2011

|

Vol. 56, iss. 4

1119-1125

EN

In the present study Bi1-xNdxFeO3 (x=0.1-0.4) ceramic powders were synthesized by the conventional mixed oxide method. Stoichiometric mixture of the powders was thermally analysed with Netzsch STA-409 system so parameters of the thermal treatment were determined. Morphology of the ceramic material was observed by scanning electron microscopy, whereas the crystalline structure was studied by X-ray diffraction method. It was found that chemical composition of the ceramic samples corresponds well to the initial stoichiometry of the ceramic powders. An increase in neodymium content caused a decrease in the average size of the ceramic grains. Crystalline structure of Bi1-xNdxFeO3 ceramics for x <0.2 was decribed by rhombohedral symmetry whereas for x >0.3 by orthorhombic symmetry. Dielectric properties were studied within a range of frequency v=20Hz - 1MHz at room temperature by impedance spectroscopy. The Kramers-Kronig data validation test was employed in the present impedance data analysis. Impedance data were fitted to the corresponding equivalent circuit using the CNLS fitting method.

PL

W niniejszej pracy przedstawiono rezultaty badań poświęconych wytwarzaniu i charakterystyce właściwości ceramiki Bi1-xNdxFeO3(x=0.1-0.4). W oparciu o analizę termiczną (DTA) i termograwimetryczną (TG/DTG) dobrano warunki obróbki cieplnej stechiometrycznej mieszaniny tlenków wyjściowych (Bi2O3, Fe2O3 i Nd2O3). Morfologie przełamu wytworzonej ceramiki Bi1-xNdxFeO3 obserwowano przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM). Obrazy SEM ceramiki Bi1-xNdxFeO3wykazały, że stężenie neodymu ma znaczący wpływ na rozrost ziarna. Wraz ze wzrostem zawartości neodymu, zmniejsza się wielkość ziarna. Analiza RTG otrzymanej ceramiki Bi1-xNdxFeO3 pozwoliła stwierdzić, że dla x 60,2 układ przyjmuje strukture romboedryczną, natomiast dla x >0,3 strukturę wytworzonego materiału ceramicznego należy opisywać symetrią rombową. Do badania zależności impedancji |Z| i kaąa przesunięcia fazowego w funkcji częstotliwości w zakresie od f = 10 Hz do f = 1 MHz zastosowano sterowany komputerowo miernik impedancji typu QuadTech-1920. Analizę danych eksperymentalnych przeprowadzono metodą CNLS. Dane eksperymentalne otrzymane w wyniku badania ceramiki poddano analizie zgodności danych z wykorzystaniem równan Kramersa-Kroninga.

7

Synthesis of 0.7BiFeO3-0.3BaTiO3 ceramics: thermal, structural and AC impedance studies

Wodecka-Duś B., Czekaj D.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2011

|

Vol. 56, iss. 4

1127-1136

EN

In a present paper results of the process of synthesis and study of a perovskite-type solid solution of the chemical composition (1-x)BiFeO3-xBaTiO3 for x=0.3 are reported. Synthesis of 0.7BiFeO3-0.3BaTiO3 (BF-BT) ceramics was carried out according to the solid-phase reaction from the mixture of powders. Simultaneous thermal analysis (STA) and X-ray diffraction method were utilized to study the synthesis of BF-BT ceramics. On the basis of STA analysis the optimum conditions of the thermal treatment were found. BF-BT ceramics was studied in terms of its microstructure (SEM), chemical composition (EDS), crystalline structure (XRD), and dielectric properties (impedance spectroscopy) at room temperature. It was found that dense BF-BT ceramics with a cubic structure of Pm3m space group and desired stoichiometry (š3%) was fabricated under technological conditions differing in both sintering temperature (T=750°C-850°C) and soaking time (t=2h-40h). It was found that an increase in sintering temperature for ?T=100°C made it possible to decrease the soaking time 10 times. Impedance spectroscopy was utilized for characterizing dynamical dielectric properties of 0.7BF-0.3BT ceramics. The alternative representation of impedance data in a form of complex plot (Z" vs. Z') as well as simultaneous Bode plots (imaginary parts of impedance Z", admittance Y", electric modulus M" and tan versus frequency in a log-log scale) were used for preliminary visual analysis. Kramers-Kronig transform test was utilized for experimental data validation. To analyze the room temperature impedance spectroscopy data complex nonlinear least squares fitting method was used and the data were fitted to the corresponding equivalent circuit consisting of resistors and constant phase elements. Agreement between experimental and simulated data was established.

PL

W niniejszej pracy przedstawiono rezultaty badań poświęconych wytwarzaniu i charakterystyce właściwosci roztworu stałego o strukturze typu perowskitu i składzie chemicznym (1-x)BiFeO3–xBaTiO3 dla x=0,3. Proces syntezy ceramiki 0,7BiFeO3–0,3BaTiO3 (BF-BT) przeprowadzono w wyniku reakcji w fazie stałej z mieszaniny prostych tlenków. Przy pomocy analizy termicznej (STA) oraz rentgenowskiej analizy strukturalnej dokonano charakterystyki procesu syntezy ceramiki BF-BT. Przeprowadzono badania mikrostruktury ceramiki BF-BT za pomoca skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM), określono stechiometrie składu chemicznego przy użyciu metody EDS, a strukture krystaliczna badano metoda dyfrakcji rentgenowskiej (RTG). Przeprowadzono badania właściwosci dielektyrcznych wytworzonej ceramiki metodą spektroskopii impedancyjnej. Wykorzystując metodę swobodnego spiekania dla trzech różnych warunków technologicznych (T=750-880 C, t=2-40h) otrzymano ceramike 0,7BF–0,3BT o dużej czystości i homogenicznosci składu (3%), wykazujaca strukture regularna Pm3m. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, iż zwiększenie temperatury syntezy i spiekania o T=100 C, pozwoliło zmniejszyć czas wytrzymania ceramiki 10 razy. Badania przeprowadzone metoda spektroskopii impedancyjnej pozwoliły na scharakteryzowanie właściwosci dielektrycznych ceramiki 0,7BF–0,3BT. Dane impedancyjne przedstawiono w płaszczyznie zespolonej Z" od Z' oraz w postaci zależności częstotliwościowych urojonych składowych impedancji Z"(v), modułu elektrycznego M"0(v), admitancji Y"(v) i strat dielektrycznych tg(v). Spójność danych pomiarowych sprawdzono przy pomocy metodyki Kramersa-Kroniga, która potwierdziła poprawność danych eksperymentalnych.

8

Dielectric properties of bismuth ferrite - bismuth titanate ceramic composite

Osińska K., Lisińska-Czekaj A., Bernard H., Dzik J., Adamczyk M., Czekaj D.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2011

|

Vol. 56, iss. 4

1093-1104

EN

n this paper the BiFeO3//Bi4Ti3O12 (BF//BiT) ceramic-ceramic composites with 0-3 connectivity were prepared from BiFeO3 and Bi4Ti3O12 ceramic powders by free sintering method at T=900°C, for different concentration of the BF ceramic phases. Bi4Ti3O12 and BiFeO3 ceramic powders were synthesized by the conventional mixed oxide method (MOM). Synthesized BF powder was dispersed in a BiT solution and next such composite was pressing and sintering. Crystalline structure was studied by X-ray diffraction method. The dielectric properties of the BF//BiT ceramic composites were also investigated. Temperature dependence of dielectric permittivity of BF//BiT composites was measured in the frequency range of f=10kHz-100kHz. It was found, that properties of the ceramic-ceramic composite are not a simple sum of properties of the phases constituting the composite but they depend on both the way of connectivity and mutual influence of the phases on each other. The abrupt increase in permittivity may indicate an excess of the percolation threshold, so the ceramic composite for the concentrations of the BF ceramic phase cV <10% cannot be indexed as composites with 0-3 connectivity.

PL

Kompozyty ceramiczno-ceramiczne BiFeO3//Bi4Ti3O12 (BF//BiT) o sposobie łączenia faz 0-3, dla różnej koncentracji fazy ceramicznej BF otrzymywano z proszków ceramicznych BiFeO3 i Bi4Ti3O12, metodą spiekania swobodnego w T=900 C. Proszki ceramiczne Bi4Ti3O12 i BiFeO3 syntezowano metodą reakcji w fazie stałej z mieszaniny prostych tlenków. Zsyntezowany proszek ceramiczny BF zdyspergowano w roztworze BiT, a następnie otrzymany kompozyt prasowano i spiekano. Strukturę krystaliczną badano metodą dyfrakcji rentgenowskiej. Temperaturowa zależność przenikalności elektrycznej kompozytów BF//BiT badano w zakresie częstotliwości f=10kHz-100kHz. Właściwości kompozytu ceramiczno-ceramicznego nie są prostą sumą właściwości poszczególnych faz składowych, ale stanowią efekt synergicznego oddziaływania faz składowych i sposobu ich wzajemnego połączenia. Gwałtowny wzrost wartości przenikalności dla 10%BF//BiT może świadczyć o przekroczeniu progu perkolacji, a więc kompozyty ceramiczno-ceramiczne BF//BiT o stężeniu ceramicznej fazy BF cV >10% nie mogą być indeksowane jako kompozyty o sposobie łączenia faz 0-3.