Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 26

Liczba wyników na stronie
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  multiferroics
help Sortuj według:

help Ogranicz wyniki do:
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
EN
Magnetoelectric multiferroics are solid-state materials which exhibit a coupling between ferroelectric and magnetic orders. This phenomenon is known as the magnetoelectric (ME) effect. Multiferroic materials possess a wide range of potential applications in such fields as metrology, electronics, energy harvesting & conversion, and medicine. Multiferroic research is facing two main challenges. Firstly, scientists are continuously trying to obtain a material with sufficiently strong, room-temperature ME coupling that would enable its commercial application. Secondly, the measurement techniques used in multiferroic research are often problematic to implement in a laboratory setting and fail to yield reproducible results. The aim of the present work is to discuss three most commonly used methods in multiferroic studies; the lock-in technique, the Sawyer-Tower (S-T) circuit and dielectric constant measurements. The paper opens with a general description of multiferroics which is followed by mathematical representation of the ME effect. The main body deals with the description of the aforementioned measurement techniques. The article closes with a conclusion and outlook for future research.
PL
Magnetoelektryczne multiferroiki należą do grupy materiałów, które wykazują sprzężenie pomiędzy uprządkowaniem ferroelektrycznym a magnetycznym. Zjawisko to nosi nazwę sprzężenia magnetoelektrycznego (ME). Multiferroiki posiadają szereg potencjalnych zastosowań w takich dziedzinach jak metrologia, elektronika, pozyskiwanie i konwersja energii czy medycyna. Badania nad multiferroikami stoją przed dwoma głównymi wyzwaniami. Po pierwsze, naukowcy nieustannie próbują uzyskać materiał o wystarczająco silnym sprzężeniu ME w temperaturze pokojowej, który umożliwiłby jego komercyjne zastosowanie. Po drugie, techniki pomiarowe stosowane w badaniach multiferroików są często problematyczne we wdrażaniu ich w warunkach laboratoryjnych i nie umożliwiają otrzymania powtarzalnych wyników. Celem niniejszej pracy jest omówienie trzech najczęściej stosowanych metod w badaniach nad multiferroikami; techniki lock-in, mostka Sawyera-Towera (S-T) i pomiarów stałej dielektrycznej. Artykuł rozpoczyna się od ogólnego opisu multiferroików, po którym następuje matematyczne przedstawienie efektu ME. W głównej części omówiono wyżej wymienione techniki pomiarowe. Artykuł zamyka podsumowanie i perspektywy przyszłych badań.
EN
The paper presents the results of research on the influence of sintering temperature on microstructure, DC electrical conductivity, dielectric, ferroelectric and magnetic properties of PbFe1/2Nb1/2O3 ceramics doped by Li in the amount of 5.0% wt., in the abbreviation PLiFN. The ceramic samples of the PLiFN material were obtained by the two-stage synthesis – columbite method and sintered by free sintering methods. Introduction to the basic PbFe1/2Nb1/2O3 composition of the lithium admixture to decrease the electrical conductivity and reduction of dielectric loss. The tests have shown that the increase in sintering temperature orders the PLiFN ceramic microstructure, which has a positive effect on its electrophysical properties. At room temperature, the PLiFN ceramic samples show both ferroelectric and ferromagnetic properties. Considering the functional parameters of the obtained ceramic samples, the optimal technological conditions are 1100°C/2 h.
3
Content available remote Anharmonic phonon properties in Eu0.5Ba0.5TiO3
EN
Phonon properties have been studied using reduced sound velocity of Eu0.5Ba0.5TiO3 (EBTO). To achieve this aim, the anharmonic phonon-phonon interaction and the spin-phonon interaction were used. It was shown that the reduced sound velocity of multiferroic EBTO exhibits a kink at TN = 1.9 K. This anomalously reduced sound velocity can be interpreted as an effect of vanishing magnetic ordering above TN. What’s more, the ferroelectric subsystem cannot be influenced by the magnetic subsystem above TN for TN ≪TC in the EBTO. It was found that the reduced sound velocity decreases as T increases near ferroelectric transition TC. That is to say, the sound velocity softens near ferroelectric transition TC. It is also noteworthy that the reduced sound velocity softens when the RE (the coupling between the ferroelectric pseudo-spins and phonons), V(3) and |V(4)| (the third- and fourth-order atomic force constants of the anharmonic phonons, respectively) increase. These conclusions are all in good accordance with the experimental data and theoretical results.
EN
Multiferroic composites are very promising materials because of their applicability because the magnetoelectric effect occurs in them. The subject of the study were two multiferroic ceramic composites: leaded obtained from powder of the composition PbFe0.5 Nb0.5 O3 and ferrite powder of the composition Ni0.64 Zn0.36 Fe2 O4 and unleaded which was obtained from the powder of the composition BaFe0.5 Nb0.52 O3 and the same ferrite powder Ni0.64 Zn0.36 Fe2 O4. For the both multiferroic materials the following studies were conducted: SEM, BSE, EDS, XRD and the temperature dependence of dielectric constant ε(T). Using the previously developed method of calculating the magnetoelectric coupling factor (g), based on dielectric measurements, the magnitude of the magnetoelectric effect in the multiferroic composites was determined.
EN
We present the results of investigations of Pb(Fe1/2Nb1/2)O3 (PFN) ceramic samples obtained using two-step synthesis (i.e. columbite method). For obtained samples complex investigations of microstructure, magnetic and electrophysical properties have been performed at low and at high temperatures. Microstructure is characterized by small grains with high homogeneity and high density (low porosity). Impedance of samples and the phase shift angle have been measured using LCR Meter. Next the AC electric conductivity, dielectric permittivity and loss tangent have been calculated. AC conductivity at frequency 3 Hz was measured in similar way using Quantum Design PPMS System in magnetic fields 1000 Oe and 10000 Oe. At temperature range 240 K - 260 K the anomalies of conductivity are observed. These anomalies depend on measuring cycle (heating, cooling) and magnetic field.
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.
EN
This paper presents the results of the study on structure and magnetic properties of the perovskite-type (BiFeO3)x-(BaTiO3)1-x solid solutions. The samples differing in the chemical composition (x = 0.9, 0.8, and 0.7) were produced according to the conventional solid-state sintering method from the mixture of powders. Moreover, three different variants of the fabrication process differing in the temperatures and soaking time were applied. The results of X-ray diffraction (XRD), Mössbauer spectroscopy (MS), and vibrating sample magnetometry (VSM) were collected and compared for the set of the investigated materials. The structural transformation from rhombohedral to cubic symmetry was observed for the samples with x = 0.7. With increasing of BaTiO3 concentration Mössbauer spectra become broadened refl ecting various confi gurations of atoms around 57Fe probes. Moreover, gradual decreasing of the average hyperfi ne magnetic fi eld and macroscopic magnetization were observed with x decreasing.
PL
Zależność właściwości magnetoelektrycznych od składu chemicznego w ceramikach (BiFeO3)x-(BaTiO3)1-x została w ostatnim czasie zaobserwowana i odnotowana w literaturze. Pomiary efektu magnetoelektrycznego (ME) w tych materiałach wykonywane były metodą dynamiczną. Próbki o x = 0,9, 0,8 i 0,7 umieszczano w stałym (DC) polu magnetycznym generowanym przez elektromagnes, na które nałożono zmienne (AC) pole magnetyczne o częstotliwości f = 1kHz wytwarzane przez cewki Helmholtza. W niniejszej pracy przedstawiono podstawy teoretyczne tego rodzaju pomiarów oraz wyznaczono optymalną częstotliwość pola AC, która minimalizuje procesy powodujące redukcję mierzonego sygnału napięciowego.
UK
Залежність магнітоелектричних властивостей від хімічного складу кераміки (BiFeO3)x-(BaTiO3)1-x цей факт був досліджений нещодавно і занотований в літературі. Вимірювання магнітоелектричного ефекту (ME) в цих матеріалах були виконані за допомогою динамічною методу. Зразки o x = 0,9, 0,8 i 0,7 розміщені в магнітному полі постійного струму (DC), що генерується електромагнітом, на який накладено змінне (AC) магнітне поле з частотою f = 1 кГц, утворюване катушками Гельмгольца. В цій статті показана теоретична основа цього виду вимірювання та визначена оптимальна частота поля АС, яка мінімалізує процеси, які зменшують вимірюваний сигнал напруги.
EN
Composition-dependent magnetoelectric properties of sintered (BiFeO3)x-(BaTiO3)1-x ceramics have been recently observed and reported in the literature. Measurements of the magnetoelectric effect (ME) for these materials have been performed by usage of the dynamic method. The samples with x = 0.9, 0.8 and 0.7 were placed in a static (DC) magnetic field created by an electromagnet on which a sinusoidal (AC) magnetic field with a frequency of 1 kHz produced by Helmholtz coils was superimposed. In this work the theory of the dynamic measurement was presented and the optimal frequency of the AC field was determined in order to minimize the processes causing undesired reduction of the measured voltage signal.
9
EN
In the multiferroic composite material, the ferroelectric and ferromagnetic properties are closely correlated through the coupling interaction between the electric and magnetic orders. We attempted to receive the magnetoelectric composite materials and to determine the values of magnetoelectric coupling coefficient. The microstructure of obtained ferroelectric-ferromagnetic composite materials were also studied. The main component of the ferroelectric-ferromagnetic composite was PZT type powder (with ferroelectric properties) which was synthesized using the sintering of a mixture of simple oxides in a solid phase. The second element of the ferroelectric-ferromagnetic composite was the ferrite powder with ferromagnetic properties. The ferrite powder was synthesized using calcination. Next, the mixed components were compacted by pressing, consequently pressureless sintered and characterized. Based on the theoretical model of coupling between ferroelectric and ferromagnetic properties in multiferroic composites, values of the magnetoelectric coupling coefficients were specified.
PL
Ferroelektryczność i ferromagnetyzm w multiferroikowym materiale kompozytowym są ze sobą ściśle związane poprzez oddziaływanie sprzężenia pomiędzy uporządkowaniem elektrycznym i magnetycznym. Podjęto próbę otrzymania magnetoelektrycznego materiału kompozytowego i określono wartości współczynnika sprzężenia magnetoelektrycznego. Zbadano także mikrostrukturę otrzymanego materiału kompozytowego. Głównym składnikiem kompozytu ferroelektryczno-ferromagnetycznego był proszek typu PZT o ferroelektrycznych właściwościach, który zsyntezowano z mieszaniny prostych tlenków w fazie stałej. Drugim składnikiem kompozytu ferroelektryczno-ferromagnetycznego był proszek ferrytowy o właściwościach ferromagnetycznych. Proszek ferrytowy zsyntezowano metodą kalcynacji. Następnie mieszanina składników została zagęszczona poprzez prasowanie i poddana swobodnemu spiekaniu. Wartości współczynnika sprzężenia magnetoelektrycznego zostały określone na podstawie teoretycznego modelu sprzężenia pomiędzy właściwościami ferroelektrycznymi i ferromagnetycznymi w kompozycie multiferroikowym.
EN
In the work the (1–x)NiZnFeO4-(x)Pb(Fe1/2Nb1/2)O3 (NZF-PFN) composite of ferroelectromagnetic properties for x = 0.6 was obtained. The nickel-zinc ferrite as a magnetic component of the composite was to increase the magnetic properties of Pb(Fe1/2Nb1/2)O3, and at the same time to increase a coupling between the magnetic and electric sub-systems in the NZF-PFN composite. The synthesis of the NZF-PFN composite components was performed by the powder calcination method, whereas compacting of the synthesized composite powder by the free sintering method. Derivatographic, X-ray, microstructural, dielectric, magnetic, magnetoelectric examinations have been done for the obtained specimens. The results were presented in the Figures from 1 to 11. Magnetoelectric properties of NZF-PFN are eminently suitable for applications in sensors, actuators and transducers. The examinations showed occurrence of an influence of the magnetic subsystem on the electric properties in the NZFPFN composite.
PL
W pracy otrzymano kompozyt (1–x)NiZnFeO4-x)Pb(Fe1/2Nb1/2)O3 (NZFPFN) dla x = 0,6, o właściwościach ferroelektromagnetycznych. Niklowocynkowy ferryt jako magnetyczny składnik kompozytu miał za zadanie zwiększenie magnetycznych właściwości Pb(Fe1/2Nb1/2)O3, a tym samym zwiększenie sprzężenia pomiędzy podukładami: magnetycznym i elektrycznym w ferroelektromagnetycznym kompozycie NZF-PFN. Syntetyzowanie składników kompozytu NZF-PFN przeprowadzono metodą kalcynacji proszków, natomiast zagęszczanie zsyntetyzowanego kompozytowego proszku metodą spiekania swobodnego. Dla otrzymanych próbek przeprowadzono badania derywatograficzne, rentgenowskie, mikrostrukturalne, dielektryczne, magnetyczne, magnetoelektryczne oraz mechaniczne próbek kompozytowych. Wyniki zostały zaprezentowane na rysunkach od 1 do 11. Właściwości elektromagnetyczne kompozytów NZF-PFN są szczególnie odpowiednie do zastosowań praktycznych w sensorach, mechanizmach napędowych i przetwornikach. Badania wykazały występowanie wpływu podukładu magnetycznego na właściwości elektryczne w kompozycie NZF-PFN.
11
Content available remote Morphotropic phase boundary in Bi1-xCaxFe1-x/2Nbx/2O3 multiferroics
EN
Investigation of crystal structure, magnetic and piezoelectric properties of polycrystalline Bi1-xCaxFe1-x/2Nbx/2O3 system was performed by X-ray diffraction, Mössbauer spectroscopy, Vibrating Sample Magnetometry (VSM), and Piezoresponse Force Microscopy (PFM). It is shown that increasing niobium content induces a polar-to-nonpolar morphotropic boundary near the x=0.19. The piezoresponse is significantly enhanced near the morphotropic boundary. The piezoelectric properties of parent antiferromagnet BiFeO3 with a cycloidal spatially modulated spin structure and polar weak ferromagnet Bi0.82Ca0.18Fe0.91Nb0.09O3 are compared and analyzed.
PL
Struktura krystaliczna oraz właściwości magnetyczne i piezoelektryczne polikryształu Bi1-xCaxFe1-x/2Nbx/2O3 zostały zbadane przy użyciu dyfrakcji rentgenowskie, spektroskopii Mosswbauera, magnetometrii z wibrującą próbką (VSM) oraz mikroskopii odpowiedzi elektrycznej (PFM). Wykazano, że rosnąca zawartość niobu wymusza powstanie granicy morfotropowej pomiędzy obszarem polarnym i nie polarnym w pobliżu x=19. Odpowiedź piezoelektryczna jest znacząco lepsza w pobliżu granicy morfotropowej. Zbadano i porównano właściwości piezoelektryczne macierzystego antyferromagnetyka BiFeO3 z cykloidalnym modulowanym przestrzennie momentem spinowym oraz słabego ferromagnetyka polarnego Bi0.82Ca0.18Fe0.91Nb0.09O3.
EN
In this work the hyperfine interactions in (BiFeO3)x-(BaTiO3)1-x solid solutions with relation to their structural properties have been investigated. X-ray diffraction, Mössbauer spectroscopy and magnetoelectric effect measurements have been used for studies of sintered (BiFeO3)x-(BaTiO3)1-x solid solutions with x = 0.9, 0.8 and 0.7. With increasing contents of BaTiO3, the structural transformation from rhombohedral to cubic was observed. The weakening of the hyperfine magnetic fields accompanied by this transformation. On the other hand, the increasing amount of BaTiO3 caused an increase of the magnetoelectric effect.
EN
The complex perovskite system xźBi0.95Dy0.05FeO3-(1 - x)źPb(Fe2/3W1/3)O3 was synthesized by the solid-state reaction method and was studied by means of Mössbauer spectroscopy. For different Dy-doped bismuth ferrite (BDF) contents (x = 0.1, 0.3, 0.5, 0.7) the formation of single-phase sinters was confirmed using an X-ray diffraction technique. The random distributions of Fe/W cations in crystallographic structures have been proved. A monotonically, saturation- like increase of Néel temperatures with growing BDF contribution was confirmed, and a straightforward dependence between TN temperatures and the mean hyperfine magnetic fields at Fe nuclei was shown.
EN
In this work investigations of structure and magnetic properties of conventionally sintered Bim+1Ti3Fem.3O3m+3 compounds with 4 less-than or equal to m less-than or equal to 8 were performed using X-ray diffraction, Mossbauer spectroscopy and vibrating sample magnetometry. Room-temperature Mossbauer spectra of the compounds correspond to a paramagnetic state, however, low temperature measurements (80 K) reveal the antiferromagnetic state with a residual paramagnetic phase. Temperature dependencies of magnetic susceptibility,chi sigma(T), provided magnetic ordering temperatures and revealed an irreversibility in Aurivillius compounds with m greater-than or equal to 5. In the case of Bi5Ti3FeO15 compound the chi sigma(T) dependence shows a paramagnetic behavior down to 2 K. The Bi6Ti3Fe2O18 compound reveals a magnetic ordering at 11 K. The compounds with m = 6-8 show a magnetic ordering at temperatures higher than 200 K. Highly irreversible character of their temperature dependencies of chi sigma indicates a spin-glass type disordered magnetism with frustration due to a random distribution of Fe on Ti at their sites.
15
Content available remote Investigation on multiferroic properties of BiFeO3 ceramics
EN
BiFeO3 polycrystalline ceramics was prepared by solid-state reaction method and its structural, optical and magnetic properties were investigated. BiFeO3 was synthesized in a wide range of temperature (825 – 880 °C) and a well crystalline phase was obtained at a sintering temperature of 870 °C. X-ray diffraction patterns of the samples were recorded and analyzed for the confirmation of crystal structure and the determination of the lattice parameters. The average grain size of the samples was found to be between 1 – 2 μm. The determined value of direct bandgap of BiFeO3 ceramics was found to be 2.72 eV. The linear behavior of M-H curve at room temperature confirmed antiferromagetic properties of the BiFeO3 (BFO). S shaped M-H curve was obtained at a temperature of 5 K. In the whole temperature measurement range (5 – 300 K) of M-T, no anomalies were observed due to high Curie temperature and Neel temperature of the BiFeO3.
16
EN
The work presents the technology and investigation results of ferroelectric-ferromagnetic composites based on ferroelectric powders of the PZT type and ferrite. The ferroelectric powder comprised two PZT type compositions: Pb0.84Ba0.16(Zr0.54Ti0.46)O3 + 1.0%at. Nb2O5 (PBZTN) and Pb(Zr0.51Ti0.49)O3 + 0.2%at. Bi2O3 + 0.03%at. Nb2O5 + 0.06%at. MnO2(PZTBNM). The initial constituents for obtaining the PZT type powders included oxides: PbO, ZrO2, TiO2, Nb2O5, Cr2O3 as well as carbonates: barium BaCO3 and strontium SrCO3. In the PZT-ferrite composites, the synthesized ferroelectric powder constituted 90%, whereas the ferrite powder (Ni0.64Zn0.36Fe2O4) was 10%. Temperature examinations of the internal friction (IF) of the PZT-ferrite type composites, which belong to nondestructive methods of material examination in mechanical spectrometry, and also measurements of the dielectric properties were performed. The IF method enabled the authors to determine mechanical properties such as mechanical losses or value of Young's modulus in a broad range of temperatures. For both the investigated composites, an increase in mechanical losses Q–1 and decrease in Young's modulus Y with an increase in temperature were observed. At the phase transition point connected with an electric sub-system change while changing from the ferroelectric to paraelectric state, a rapid increase in Young's modulus Ywas observed. It was confirmed in further investigations of dielectric properties ε(T) i tan δ(T).
PL
Praca przedstawia technologię i rezultaty badań dwóch ferroelektryczno-ferromagnetycznych kompozytów, otrzymanych na bazie ferroelektrycznych proszków typu PZT i ferrytu. Proszek ferroelektryczny stanowiły dwa składy typu PZT: Pb0.84Ba0.16(Zr0.54Ti0.46)O3 + 1.0%at. Nb2O5 (PBZTN) i Pb(Zr0.51Ti0.49)O3 + 0.2%at. Bi2O30.03%at. Nb2O5 + 0.06%at. MnO2(PZTBNM). Składnikami wyjściowymi do otrzymywania proszków typu PZT były tlenki: PbO, ZrO2, TiO2, Nb2O5,Cr2O3oraz węglany: baru BaCO3 i strontu SrCO3. W kompozytach typu PZT-ferryt zsyntetyzowany proszek ferroelektryczny stanowił 90%, natomiast proszek ferrytowy (Ni0.64Zn0.36Fe2O4) stanowił 10%. Przeprowadzono temperaturowe badania tarcia wewnętrznego (TW) kompozytów typu PZT-ferryt, które należą do nieniszczących metod badań materiałów w spektroskopii mechanicznej, a także pomiary właściwości dielektrycznych (temperaturowe zależności przenikalności elektrycznej i tangensa kąta strat dielektrycznych). Metoda TW pozwoliła określić właściwości mechaniczne, takie jak straty mechaniczne czy wartość modułu Younga, w szerokim zakresie temperatur. Dla obu badanych kompozytów zaobserwowano wzrost wartości strat mechanicznych Q–1 wraz ze wzrostem temperatury oraz spadek modułu Younga Y. W punkcie przemiany fazowej, związanej z przemianą podukładu elektrycznego przy przejściu ze stanu ferroelektrycznego w paraelektryczny, obserwowano gwałtowny spadek wartości modułu Younga Y. Przemiana ta została potwierdzona w kolejnych badaniach właściwości dielektrycznych ε(T) i tan c(T).
17
Content available remote Ferroelectric-ferromagnetic composites of based on Pb(Fe1/2Nb1/2)O3
EN
Ferroelectric ferromagnetic composites based on ferroelectromagnetic PbFe1/2Nb1/2O3 powder and ferrite powder (zinc -nickel ferrite-NiZnFe and zinc manganese ferrite -MnZnFe) were obtained in the presented study. The volume fraction of ferroelectromagnetic powder in the composite PFN-MnZnFe was equal to 90%, while the ferrite powder fraction was 10%. Synthesis of the components of the ferroelectric ferromagnetic composite was done by the powder calcination method. Final densification was done by the pressureless sintering method. On the obtained ferroelectric ferromagnetic composites, XRD investigations were performed as well as investigations of the microstructure, EDS, dielectric, magnetic, internal friction and electrical hysteresis loop. The results of these investigations have shown that the combination of ferroelectromagnetic PFN with magnetic ferrite caused an increase in the value of the dielectric permittivity of the composite. Therefore, the addition of the ferrite (Ni1-xZnxFe2O4, Mn1-xZnxFe2O4) as an additional component improves the magnetic properties of the PFN-ferrite composite. Taking into account the fact that the electric conductivity of zinc manganese ferrite (MnZnFe) is higher than the zinc nickel ferrite (NiZnFe), it seems to be a better material for obtaining composites based on ferrite and PFN powders.
PL
W pracy otrzymano ferroelektryczno ferromagnetyczne kompozyty na bazie ferroelektromagnetycznego proszku PbFe1/2Nb1/2O3 oraz proszku ferrytowego (ferrytu niklowo-cynkowego NiZnFe oraz ferrytu manganowo cynkowego MnZnFe). W kompozycie PFN-MnZnFe ferroelektromagnetyczny proszek PFN stanowił 90%, natomiast proszek ferrytowy stanowił 10%. Syntetyzowanie składników kompozytów przeprowadzono metodą kalcynacji proszków, natomiast zagęszczanie (spiekanie) zsyntetyzowanego kompozytowego proszku metodą spiekania swobodnego. Przeprowadzono badania rentgenowskie, mikrostrukturalne, EDS, dielektryczne, magnetyczne, tarcia wewnętrznego oraz elektrycznej pętli histerezy. Przeprowadzone badania wykazały, że połączenie ferroelektromagnetyka PFN z magnetycznym ferrytem wywołuje zwiększenie wartości przenikalności elektrycznych kompozytu. Dodatkowe czynniki magnetyczne w postaci ferrytu (Ni1-xZnxFe2O4, Mn1-xZnxFe2O4) zwiększają magnetyczne właściwości kompozytu PFN-ferryt. Ze względu na dużo wyższe przewodnictwo elektryczne ferrytu cynkowo-manganowego MnZnFe do projektowania kompozytów na bazie ferroelektrycznego proszku i proszku ferrytowego należy stosować ferryty cynkowo-niklowe (NiZnFe).
EN
A lead free ceramic composite 0.9BaFe0.5Nb0.5O3-0.1Ni0.5Zn0.5Fe2O4 (BFN-NZF) with ferroelectromagnetic properties have been obtained in presented work. Ceramic composite powder obtained from the simple oxides Fe2O3, Nb2O5, ZnO, NiO and barium carbonate BaCO3. The composition of the composite was chosen so that the ratio of the BFN and NZF components was 90:10. The synthesis of components of BFN-NZF composite was performed using the calcination method. Final densification of synthesized powder has been done using free sintering. The XRD, the microstructure, EDS and dielectric investigations were performed. For comparison of the BFN ceramic and the BFN-NZF composites, temperature and frequency impedance research was conducted. Relaxation phenomena were observed at temperatures above 235°C in the BFN ceramic and above 150°C in the BFN-NZF composite. Obtained results show the coexistence of ferroelectric and magnetic properties. Such properties of obtained composites give the possibility to use them in magnetoelectric transducers.
PL
W niniejszej pracy otrzymano bezołowiowy ceramiczny kompozyt 0.9BaFe0.5Nb0.5O3-0.1Ni0.5Zn0.5Fe2O4 (BFN-NZF) o właściwościach ferroelektromagnetycznych. Ceramiczny proszek kompozytowy otrzymano na bazie prostych tlenków Fe2O3, Nb2O5, ZnO, NiO oraz węglanu baru BaCO3. Skład kompozytu został dobrany w taki sposób, aby stosunek składników BFN i NZF wynosił 90:10. Syntezę składników kompozytu BFN-NZF przeprowadzono metodą kalcynacji proszków. Końcowe zagęszczanie syntetyzowanego proszku zostało przeprowadzone metodą spiekania swobodnego. Zostały przeprowadzone badania XRD. mikrostrukturalne. EDS oraz właściwości dielektrycznych. Dla porównania ceramiki BFN i kompozytu BFN-NZF przeprowadzono temperaturowe i częstotliwościowe badania impedancyjne. Zjawiska relaksacyjne obserwowano w temperaturze powyżej 235°C w BFN ceramiki i powyżej 150°C w BFN-NZF kompozytu. Uzyskane rezultaty badań wskazują na współistnienie ferroelektrycznych i magnetycznych właściwości. Właściwości otrzymanych kompozytów dają możliwość wykorzystania ich do budowy przetworników magnetoelektrycznych.
EN
We present the results of obtaining and investigating ceramic samples of solid solution (1-x)(PbZr0.53Ti0.47O3)- x(PbFe0.5Ta0.5O3) [i.e. (1-x)PZT-xPFT] with x=0.25, 0.35 and 0.45 obtained using conventional ceramic technology. These materials belong to class of materials known as multiferroics. Solid solutions PZT-PFT are the lowest-loss room-temperature multiferroics known, and as a result there are very interesting for magnetoelectric devices. Paper presents the results of termogravimetric investigations, EDS, XRD and main dielectric measurements. It has been stated that with increasing content of PFT decreases the mean diameter of grains and more wide distribution of grain diameters is observed. For x=0.25 sharp phase transition from ferroelectric phase to paraelectric one is observed and high values of dielectric permittivity. Composition PZT-PFT with x=0.45 has the lowest values of dielectric permittivity, and the transition is more diffused. The increase of x leads also to the shift of the temperature of maximum of dielectric permittivity towards lower temperatures. Samples with x=0.25 and x=0.35 exhibit very low values of dielectric losses up to about 100°C. Dielectric losses for samples with x=0.45 are higher. For obtained PZT-PFT samples we have investigated P-E hysteresis loops at room temperature for frequency 1 Hz. For composition x =0.25 it after application the field about 2.5 kV/mm polarization is equal approximately 28 μC/cm2, while for x=0.35, and x=0.45 after application the field about 2.0 kV/mm the polarizations are equal about 25 μC/cm2 and 20 μC/cm2 respectively. Very low values of losses and high values of polarization lead to the conclusion that interesting material PZT-PFT for applications should be composition with x=0.25.
PL
Prezentujemy wyniki otrzymywania i badania próbek ceramicznych roztworu stałego (1-x)(PbZr0.53Ti0.47O3)- x(PbFe0.5Ta0.5O3) [i.e. (1-x)PZT-xPFT] , gdzie x=0,25; 0,35 i 0,45. Próbki zostały otrzymane przy użyciu konwencjonalnej technologii ceramicznej. Materiały te należą do klasy materiałów, znanych jako multiferroiki. Roztwory stałe PZT-PFT są obecnie multiferroikami o najniższych stratach dielektrycznych w temperaturze pokojowej i w efekcie są bardzo interesujące dla urządzeń magnetoelektrycznych. Artykuł przedstawia wyniki badań termograw i metrycznych, EDS, XRD i podstawowych pomiarów dielektrycznych. Stwierdzono, że wraz ze wzrostem zawartości PFT zmniejsza się średnia średnica ziaren i obserwuje się bardziej szeroki rozkład średnic ziaren. Dla wartości x=0,25 obserwujemy ostre przejście z fazy ferroelektrycznej do fazy paraelektrycznej, przy czym wartość przenikalności elektrycznej w maksimum jest wysoka. Skład PZT-PFT x=0,45 ma najniższą wartość przenikalności elektrycznej w maksimum i przejście jest bardziej rozmyte. Wzrost x prowadzi również do obniżenia temperatury, w której występuje maksymalna wartość przenikalności elektrycznej. Próbki z x =0,25 i x =0,35 wykazują bardzo niskie wartości strat dielektrycznych do około 100°C. Straty dielektryczne dla próbek z x=0,45 są wyższe. Dla otrzymanych próbek PZT-PFT zostały wykonane również badania pętli histerezy P-E w temperaturze pokojowej z użyciem pola o częstotliwości 1 Hz. Do składu x=0,25 w polu elektrycznym o wartości 2,5 kV/mm polaryzacja jest równa około 28 μC/cm2, a dla x=0,35 i x=0,45 w polu o wartości 2,0 kV/mm polaryzacja jest równa około 25 μC/cm2 i 20 μC/cm2 odpowiednio. Bardzo niskie wartości strat i wysokie wartości polaryzacji prowadzą do wniosku, że ciekawym materiałem dla aplikacji jest skład x=0,25.
PL
Perowskity złożone oparte na kationie ołowiowym, domieszkowane Fe3+, jak Pb(Fe2/3W1/3)O3 (PWF), okazały się być interesujące ze względu na swoje unikalne zachowanie relaksorowe i magnetoelektryczne. PWF jest ferroelektrykiem z ferroelektryczną temperaturą Curie, TC, od 150 K do 200 K i jednocześnie jest antyferromagnetykiem z magnetyczną temperaturą Neela wynoszącą około 400 K. BiFeO3 jest dobrze znanym związkiem perowskitu, który wykazuje jednocześnie uporządkowanie ferroelektryczne (TC = 1110 K) i antyferromagnetyczne (TN = 610 K). Polikrystaliczną próbkę 0,5Bi0,95Dy0,05FeO3-0,5Pb(Fe2/3W1/3)O3 wytworzono, stosując standardowe procedury spiekania. Zmierzono zależność namagnesowania od pola magnetycznego (4,2 K). Otrzymano magnetoelektryczne właściwości próbki.
EN
Pb-based complex perovskites doped with Fe3+, like Pb(Fe2/3W1/3)O3 (PFW), were found to be interesting because of their unique relaxor and magnetoelectric behaviours. PFW is a ferroelectric material with the ferroelectric Curie temperature, TC, being between 150 K and 200 K, and at the same time it is an antiferromagnetic material with the magnetic Neel temperature of about 400 K. BiFeO3 is a well known perovskite compound which exhibits ferroelectric (TC = 1110 K) and antiferromagnetic (TN = 610 K) ordering simultaneously. A polycrystalline sample of 0.5Bi0.95Dy0.05FeO3-0.5Pb(Fe2/3W1/3)O3 was synthesized by using the standard sintering procedure. Magnetization vs. magnetic field (at 4.2 K) curves were determined. The magnetoelectric properties of the sample were obtained.
first rewind previous Strona / 2 next fast forward last
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.