1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Неорганические материалы
  4. T. 59, № 12, 2023

Неорганические материалы, 2023, T. 59, № 12, стр. 1391-1401

Получение, структурные и электрофизические исследования керамических образцов твердых растворов со структурой перовскита (1 – 2x)BiScO3∙(2 – y)xPbTiO3∙yxPbMg1/3Nb2/3O3

М. А. Сысоев 1, А. А. Буш 1, *, К. Е. Каменцев 1, В. П. Сиротинкин 2, А. А. Ногай 3, А. С. Ногай 3

1 МИРЭА – Российский технологический университет
119454 Москва, пр. Вернадского, 78, Россия

2 Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук
119334 Москва, Ленинский пр., 49, Россия

3 Казахский агротехнический исследовательский университет им. С. Сейфуллина
010011 Астана, пр. Женис, 62, Казахстан

* E-mail: aabush@yandex.ru

Поступила в редакцию 19.07.2023
После доработки 20.11.2023
Принята к публикации 22.11.2023

Аннотация

На синтезированных керамических образцах разрезов (1 – 2x)BiScO3·(2 – y)xPbTiO3∙yxPbMg1/3Nb2/3O3 с y = 1.2, 1.0, 0.9 и 0.5 тройной системы BiScO3–PbTiO3–PbMg1/3Nb2/3O3 (BS–PT–PMN) проведены рентгенодифракционные, диэлектрические и пьезоэлектрические исследования, а также изучены токи термостимулированной деполяризации. Установлено, что образцы при (1 – 2x) ≲ 0.5 представляют собой твердые растворы со структурой перовскита, их симметрия с ростом содержания BS повышается от тетрагональной до кубической, в промежуточной области составов (морфотропной области – МО) образцы состоят из смеси твердых растворов разной симметрии. Определены границы МО, получены данные об изменении диэлектрических и пьезоэлектрических свойств твердых растворов с изменением их состава.

Ключевые слова: сегнетоэлектрики, сегнетоэлектрики–релаксоры, твердые растворы, пьезокерамика, диэлектрические свойства, токи термостимулированной деполяризации

Список литературы

  1. Handbook of Dielectric, Piezoelectric and Ferroelectric Materials: Synthesis, Properties and Applications / Ed. Ye Z.-G. N. Y.: Woodhead, 2008. 1096 p.

  2. Advanced Piezoelectric Materials. Science and Technology / Ed. Uchino K. 2nd Ed. N. Y.: Woodhead, 2017. 848 p.

  3. Kania A., Slodczyk A., Ujma Z. Flux Growth and Characterization of (1 – x)PbMg1/3Nb2/3O3 – xPbTiO3 Single Crystals // J. Cryst. Growth. 2006. V. 289. P. 134–139. https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2005.11.009

  4. Stringer C.J., Donnelly N.J., Shrout T.R., Randall C.A., Alberta E.F., Hackenberger W.S. Dielectric Characteristics of Perovskite-Structured High-Temperature Relaxor Ferroelectrics: the BiScO3–Pb(Mg1/3Nb2/3)O3–PbTiO3 Ternary System // J. Am. Ceram. Soc. 2008. V. 91. № 6. P. 1781–1787. https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2008.02298.x

  5. Буш А.А., Каменцев К.Е., Лаврентьев А.М., Сегалла А.Г., Фетисов Ю.К. Диэлектрические и пьезоэлектрические свойства керамических образцов твердых растворов (1 – 2x)BiScO3·xPbTiO3·xPbMg1/3Nb2/3O3 (0.30 ≤ x ≤ 0.46) // Неорган. материалы. 2011. Т. 47. № 7. С. 865–871. https://doi.org/10.1134/S0020168511070065

  6. Буш А.А., Каменцев К.Е., Бехтин М.А., Сегалла А.Г. Сегнетоэлектрические-релаксорные свойства образцов системы. (1 – 2x)BiScO3·xPbTiO3· xPbMg1/3Nb2/3O3 (0.30 ≤ x≤ 0.46) // ФТТ. 2017. Т. 59. № 1. С. 36–44.

  7. Xie G. Structure and Electrical Properties of PMN–BS–PT Piezoelectric Ceramics // Symp. on Piezoelectricity, Acoustic Waves, and Device Applications (Oct. 27–30). Chengdu, Sichuan 2017. P. 537–540. https://doi.org/10.1109/SPAWDA.2017.8340285

  8. Talanov M.V., Bush A.A., Kamentsev K.E., Sirotinkin V.P., Segalla A.G. Structure-Property Relationships in BiScO3–PbTiO3–PbMg1/3Nb2/3O3 Ceramics Near the Morphotropic Phase Boundary // J. Am. Ceram. Soc. 2018. V. 101. № 2. P. 683–693. https://doi.org/10.1111/jace.15225

  9. Спицин А.И., Буш А.А., Каменцев К.Е., Сиротинкин В.П., Таланов М.В. Получение, структурные и электрофизические исследования сегнетокерамических образцов системы (1 – 2x)BiScO3· ·xPbTiO3·xPbMg1/3Nb2/3O3, 0 ≤ x ≤ 0.50 // Тонкие хим. технологии. 2019. Т. 14. № 3. С. 78–89. https://doi.org/10.32362/2410-6593-2019-14-3-78-89

  10. Noheda B., Cox D.E., Shirane G., Gao J., Ye Z.-G. Phase Diagram of the Ferroelectric Relaxor (1–x)PbMg1/3Nb2/3O3–xPbTiO3 // Phys. Rev. B. 2002. V. 66. P. 054104. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.66.054104

  11. Eitel R., Zhang S., Shrout T., Randall C.A., Levin I. Phase Diagram of the Perovskite System (1–x)BiScO3–xPbTiO3 // J. Appl. Phys. 2004. V. 96. P. 2828–2831. https://doi.org/10.1063/1.1777810

  12. Chaigneau J., Kiat J.M., Malibert C., Bogicevic C. Morphotropic Phase Boundaries in (BiScO3)1–x(PbTiO3)x  (0.60 < x < 0.75) and Their Relation to Chemical Composition and Polar Order // Phys. Rev. B. 2007. V. 76. P. 094111. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.76.094111

  13. Inaguma Y., Miyaguchi A., Yoshida M., Katsumata T., Shimojo Y., Wang R., Sekiya T. High-Pressure Synthesis and Ferroelectric Properties in Perovskite-Type BiScO-3–PbTiO3 Solid Solution // J. Appl. Phys. 2004. V. 95. № 1. P. 231–235. https://doi.org/10.1063/1.1629394

  14. Bokov A., Ye Z.-G. Recent Progress in Relaxor Ferroelectrics with Perovskite Structure// J. Mater. Sci. 2006. V. 41. P. 31–52. https://doi.org/10.1142/S2010135X1241010X

  15. Kang B.S., Choi S.K., Park C.H. Diffuse Dielectric Anomaly in Perovskite-Type Ferroelectric Oxides in the Temperature Range of 400–700°C // J. Appl. Phys. 2003. V. 84. № 3. P. 1904–1911. https://doi.org/10.1063/1.1589595

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Неорганические материалы

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал