Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Modelling of Dielectric Properties of BiNbO4-Based Microwave Ceramics

Czekaj D., Lisińska-Czekaj A., Garbarz-Glos B., Bąk W.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2020

|

Vol. 65, iss. 3

1177--1181

EN

In the present paper results of the studies devoted to computer simulations of dielectric response of electroceramics in a frequency domain as well as analysis of the experimental data are given. As an object of investigations BiNbO4-based microwave ceramics was taken. Simulations of the hypothetical impedance response of the ceramic system were performed under assumption of the brick-layer model. A strategy for analysis and modelling of the impedance data for microwave electroceramics was discussed. On the base of the discussed strategy modelling of the dielectric response of BiNbO4 ceramics was performed with the electric equivalent circuit method. The Voigt’s and Maxwell’s circuits were taken as electric models. Parameters of the electric components of the circuits were determined and related to parameters of the ceramic object under study. It was found that fitting quality was good and changed within the range χ2 = 6.78 × 10-4 – 6.77 × 10-5 depending on the model.

2

Wpływ nadmiaru Bi2O3 na syntezę i właściwości ceramiki BiNbO4

Rerak M.

Materiały Ceramiczne

|

2018

|

T. 70, nr 1

36--42

PL

Ceramika BiNbO4 należy do rodziny materiałów o strukturze szelitu. Charakteryzuje się ona obiecującymi właściwościami ferroelektrycznymi, które z powodzeniem mogą znaleźć zastosowanie w technice wysokich częstotliwości czy mikroelektronice. W niniejszej pracy określono warunki syntezy oraz opisano wpływ nadmiarowego Bi2O3 i temperatury spiekania na właściwości ceramiki BiNbO4. Badany materiał wytworzono metodą reakcji w fazie stałej, wykorzystując mieszaninę tlenków o wysokiej czystości (99.99%). Nadmiar Bi2O3 nie wpłynął na minimalną wymaganą temperatury syntezy proszku niobianu bizmutu, jednak miał wpływ na skład fazowy spieków, ich gęstość i mikrostrukturę.

EN

BiNbO4 is a ceramic belonging to the family of materials with the scheelite structure. It shows promising ferroelectric properties that can be successfully used in high frequency techniques or microelectronics. In this work, the synthesis conditions were determined and the effect of excess Bi2O3 and sintering temperature on the properties of the BiNbO4 ceramic were described. The test material was prepared by solid phase reaction using a high purity oxide mixture (99.99%). Excess Bi2O3 did not affect the minimum required temperature of synthesis of bismuth nibate powder, however, it affected the phase composition of sinters, their density and microstructure.

3

Influence of dopants on structure of polycrystalline bismuth niobate

Czekaj D., Lisińska-Czekaj A.

Advances in Materials Science

|

2018

|

Vol. 18, nr 4(58)

35--41

EN

Bismuth niobate (BiNbO4) has attracted attention as a low-fired ceramics with promising microwave application potential. BiNbO4 ceramics was fabricated by mixed oxide method and sintered at temperature T<1000°C. As the sintering aids a small amount of CuO oxide was used. The crystalline structure of the ceramic samples was examined by X-ray diffraction method at room temperature. The Rietveld refinement method was used for analysis of diffraction data. As a result an influence of dopants on crystal structure of bismuth niobate (BiNbO4) ceramics was revealed. It was found that fabricated BiNbO4 ceramics adopted the orthorhombic symmetry (α-BiNbO4 phase, Pnna (52) space group). Small differences in elementary cell parameters were found.

4

Influence of Bismuth Content on Complex Immittance Characteristics of Pressureless Sintered BiNbO4 Ceramics

Czekaj D., Lisińska-Czekaj A., Adamczyk M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 1

225--229

EN

Goal of the present research was to study immittance properties of BiNbO4 ceramics fabricated by the solid state reaction route followed by pressureless sintering. Four sets of samples were examined, namely the one fabricated from the stoichiometric mixture of oxides, viz. Bi2 O3 and Nb2 O5 as well as the ones with an excess of 3%, 5% and 10% by mole of Bi2 O3. The immittance properties were studied by impedance spectroscopy. Measurements were carried out within the frequency range ν =20Hz-1MHz and temperature range T =RT-550°C. The Kramers-Kronig data validation test was employed in the impedance data analysis. It was found that complex impedance first increases with an increase in Bi2 O3 content and decreases for 10mol% excess of Bi2 O3. Two relaxation phenomena manifested themselves at elevated temperature (T>267°C) within the measuring frequency range. The conductivity relaxation phenomenon (M″(ν) spectra) took place at higher frequency than the phenomenon with dominant resistive component (Z″(ν) spectra).

PL

Celem niniejszej pracy było zbadanie właściwości immitancyjnych ceramiki BiNbO4 wytworzonej metodą reakcji w fazie stałej i spiekania swobodnego. Badaniom poddano cztery zestawy próbek wytworzonych ze stechiometrycznej mieszaniny tlenków Bi2 O3 i Nb2O5 oraz mieszaniny zawierajacej nadmiar Bi2 O3 w ilości 3, 5 i 10% molowych. Badania przeprowadzono z zastosowaniem spektroskopii impedancyjnej. Pomiary dokonano w zakresie częstotliwości ν =20Hz-1MHz i temperatury T =RT-550°C. Do analizy zgodności danych pomiarowych zastosowano test Kramersa-Kroniga. Stwierdzono, że ze wzrostem zawartości Bi2 O3 w mieszaninie do 5% molowych wzrasta impedancja próbek, która dla 10% molowych maleje poniżej wartości zarejestrowanej dla BiNbO4 bez nadmiaru Bi2 O3. Zaobserwowano obecność dwóch procesów relaksacyjnych w temperaturze T>267°C. Stwierdzono, że zjawisko relaksacji przewodnictwa (widma M″(ν)) zachodzi w wyższej częstotliwości niż zjawisko z dominującą składową rezystywną (widma Z″(ν)).

5

A New Microwave Ceramic – Polymer Composite with 0-3 Connectivity

Czekaj D., Micior J., Lisińska-Czekaj A.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2014

|

Vol. 59, iss. 1

231--235

EN

Goal of the present research was to fabricate and study two-phase BiNbO4 //PVDF composites with 0-3 connectivity. Such composite consists of there-dimensionally connected polymer matrix loaded with dielectric ceramic particles. In the present case BiNbO4 powder acted as an active phase (dispersed phase) whereas polyvinylidene fluoride (PVDF) acted as a non-active (passive) phase (matrix). BiNbO4 //PVDF composites with the volume fraction of the ceramic phase cν =2, 4, 6, 8, 10, 16 and 20 vol. % were prepared. Average grain size of BiNbO4 powder was =1.86 μm. It was found that BiNbO4 powder exhibited orthorhombic symmetry with Pnna (52) space group and PVDF polymer powder was α-phase. Minimum of dielectric losses at room temperature were found within the frequency range Δν =103 -104 Hz. It was found that composite with cv =10% of ceramic powder exhibited lower values of dielectric permittivity.

PL

Celem niniejszej pracy było wytworzenie i zbadanie wybranych właściwości kompozytu dwufazowego BiNbO4 //PVDF o sposobie łączenia faz 0-3. Taki kompozyt zbudowany jest z trójwymiarowo połączonej osnowy polimerowej wypełnionej dielektrycznymi cząsteczkami ceramicznymi. W badanym kompozycie proszek BiNbO4 pełnił rolę aktywnej fazy dielektrycz- nej (faza rozproszona), podczas gdy poli(fluorek winylidenu) (PVDF) pełnił rolę fazy nieaktywnej (osnowy). W toku pracy przygotowano kompozyty BiNbO4/PVDF o zawartości fazy ceramicznej cν =2, 4. 6, 8. 10. 16 i 20% i średnim rozmiarze cząsteczek dyspergowanych =1.86 μm. Stwierdzono, że ceramika BiNbO4 wykazuje symetrię rombową Pnna(52) nato- miast wykorzystany polimer krystalizował w fazie α. Badanie właściwości dielektrycznych w temperaturze pokojowej pozwoliło określić zakres częstotliwości Δν = 103 -104 Hz, którym występuje minimum strat dielektrycznych. Stwierdzono, że kompozyt zawierający cv =10% proszku BiNbO4 wykazuje najmniejsze wartości przenikalności elektrycznej.

6

Effects of V2O5 additive on structure and dielectric properties of BiNbO4 ceramics

Lisińska-Czekaj A., Czekaj D., Osińska K., Adamczyk M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 4

1387--1390

EN

Goal of the present research was to investigate the influence of V2O5 additive on the structure and dielectric properties of BiNbO4 ceramics. To fabricate BiNbO4 ceramics with V2O5 added the solid state reaction route and pressureless sintering was utilized. Thus obtained ceramics was characterized in terms of its microstructure (SEM), chemical composition (EDS), phase composition and crystalline structure (X-ray phase and structural analysis, respectively). Also dielectric properties in both temperature and frequency domains were investigated. The impedance spectroscopy was utilized for dielectric characterization and the measurements of complex impedance were performed within the frequency range ν =10Hz-1MHz and temperature range T =RT-550°C. It was found that V2O5 additive changed slightly lattice parameters of BiNbO4 ceramics, decreased porosity of samples and revealled relaxation phenomena within the frequency ranges ν =102-103 Hz and ν =105-106 Hz at temperature T>285°C.

PL

Celem niniejszej pracy było zbadanie wpływu dodatku V2O5 na strukturę i właściwości dielektryczne ceramiki BiNbO4. Do wytworzenia ceramiki zastosowano metodę reakcji w fazie stałej i spiekanie swobodne w atmosferze powietrza. Ceramikę poddano badaniom morfologii (SEM). składu chemicznego (EDS) oraz rentgenowskiej analizie fazowej i strukturalnej. Właściwości dielektryczne w domenie częstotliwości (v =10Hz-lMHz) i temperatury (T =RT-550°C) zbadano przy pomocy spektroskopii impedancyjnej. Stwierdzono, że dodatek V2O5 powoduje niewielką zmianę parametrów komórki elementarnej, zmniejsza porowatość ceramiki oraz pozwolił zaobserwować zjawiska relaksacyjne występujące w dwóch zakresach częstotli- wości: v = 102-103 Hz oraz v =105-106 Hz w temperaturze T>285°C.

7

Effect of Bi2O3 excess on morphology and structure of BiNbO4 ceramics

Czekaj D., Lisińska-Czekaj A., Osińska K., Biernacki K.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2013

|

Vol. 58, iss. 4

1317--1321

EN

Goal of the present research was to fabricate BiNbO4 ceramics from the mixture of powders by the solid state reaction route and pressureless sintering at various temperatures (TS =870°C and TS =910°C) and study microstructure, phase composition and crystalline structure of BiNbO4 ceramics. Four batches were fabricated and examined, namely the one fabricated from the stoichiometric mixture of reagent - grade oxide powders, viz. Bi2 O3 and Nb2 O5 as well as the ones with an excess of 3%, 5% and 10% by mole of Bi2 O3 . It was found that apart from the main orthorhombic α-BiNbO4 phase additional phases, namely tetragonal Bi5Nb3O15, and cubic Bi3 NbO7 are possible to form from the mixture of bismuth oxide and niobium oxide. It was found that α-BiNbO4 ceramics exhibited the orthorhombic symmetry identified as Pnna (52). However, small differences in elementary cell parameters were found for the samples sintered from stoichiometric and non-stoichiometric mixture of initial powders.

PL

Celem niniejszej pracy było wytworzenie ceramiki BiNbO4 z mieszaniny proszków metodą reakcji w fazie stałej z następującym spiekaniem swobodnym przeprowadzonym w temperaturze TS =870°C i TS =910°C. Ponadto zbadano wpływ zawartości Bi2 O3 na mikrostrukturę, skład chemiczny, fazowy i strukturę krystaliczną ceramiki BiNbO4. Mieszaniny tlenków wyjściowych Bi2O3 i Nb2O5 przygotowano zarówno w ilości stechiometrycznej, jak i z nadmiarem tlenku bizmutu odpowiednio 3%mol, 5%mol i 10%mol. Na podstawie rentgenowskiej fazowej analizy stwierdzono, że oprócz głównej fazy rombowej α-BiNbO4 wytworzona ceramika zawiera niewielkie domieszki fazy tetragonalnej Bi5NB3O15 i regularnej Bi3NbO7. Stwierdzono, że faza α-BiNbO4 wykazuje symetrię rombową opisywaną jako Pnna (52), natomiast niestechiometryczność mieszaniny proszków wyjściowych powoduje niewielkie różnice parametrów komórki elementarnej.