Диэлектрические и теплофизические свойства керамики нестехиометрических ниобатов натрия, серебра и nb-содержащих твёрдых растворов

Скачать 0.5 Mb.

Название	Диэлектрические и теплофизические свойства керамики нестехиометрических ниобатов натрия, серебра и nb-содержащих твёрдых растворов
страница	4/4
Дата публикации	03.01.2015
Размер	0.5 Mb.
Тип	Автореферат

100-bal.ru > Физика > Автореферат

1 2 3 4

Основные результаты и выводы

1. Произведена постадийная оптимизация условий получения ниобатов натрия и серебра составов Na_1-_yNbO_3-_y_/2 и Ag_1-_yNbO_3-_y_/2 (0,00 ≤ y ≤ 0, 20, y = 0,02…0,05).

2. Получены в виде достаточно высокоплотных, механически прочных керамик исследуемые соединения (НН и НС с широкой вариацией коэффициента нестехиометрии (y)) и ТР ((Na,Li)NbO₃, (Na,K)NbO₃ и (Na,Pb)(Nb,Ti)O₃) с изо- и геторовалентным замещением катионов в A- и B-подрешётках.

3. Установлено влияние гранулометрического и примесного составов пентаоксида ниобия на свойства НН и НС. Показано, что использование более мелкодисперсного сырья приводит к повышению плотности керамики исследуемых соединений.

4. Выявлена причина образования примесных фаз на заключительных стадиях синтеза НН и НС, заключающаяся в уменьшении количества A-O-позиций за счёт кристаллографического сдвига – самоорганизующего компенсаторного механизма исключения точечных дефектов (вакансий) в O- и B-подрешётках и сохранения высокоупорядоченной структуры аниондефицитных оксидов.

5. Подтверждена дополнительными исследованиями область гомогенности НН и установлена её протяжённость в НС.

6. Обнаружена сложная последовательность ФП внутри области гомогенности обоих соединений с широкой вариацией коэффициента нестехиометрии (y), сопровождающихся аномалиями физических свойств.

7. В керамиках Na_1-_yNbO_3-_y_/2 с малыми значениями y отмечено образование гигантских кристаллитов (на порядок превышающих по размеру основную массу зёрен) с практически прямолинейными границами. Сделано заключение о том, что их возникновение является следствием проявления эффекта вторичной прерывистой рекристаллизации.

8. Вскрыты причины аномального чрезмерного роста анизотропных зёрен – образование низкоплавких эвтектик, способствующих тому, что избирательный рост наиболее крупных зёрен происходит не вследствие движения их границ, а путём обычного растворения и осаждения из раствора.

9. В НН и НС составов Na_1-_yNbO_3-_y_/2 и Ag_1-_yNbO_3-_y_/2 установлена связь диэлектрических явлений выше температуры Кюри с электропроводностью (особенно ощутимой в НЧ-области), а ниже Т_К – с движением межфазных и доменных границ.

10. Выявлены подобия и отличия различных свойств НН и НС и в обоих случаях показана корреляция температурного "поведения" структурных, диэлектрических и теплофизических характеристик.

11. На основе изучения дисперсионных спектров и реверсивной нелинейности бинарных ТР вида (Na,Li)NbO₃, (Na,K)NbO₃ и (Na,Pb)(Nb,Ti)O₃ сделано заключение об определяющем влиянии на диэлектрические свойства указанных объектов крайних компонентов систем.
Цитированная литература

Волошин, А.В. Тантало-ниобаты: систематика, кристаллохимия и эволюция минералообразования в гранитных пегметитах. / А.В. Волошин. // СПб: Наука. 1993. -298с.
Megaw, Н.D. The seven phases of sodium niobate. // Ferroelectrics. 1974. V. 7. №1/2/3/4. P. 87-89.
Levin, I. Structural changes underlying the diffuse dielectric response in AgNbO₃. / I. Levin, V. Krayzman, J.C. Woicik, J. Karapetove, T. Proffen, M.G. Tucker, I.M. Reaney. // Phys. Rev. B. V. 79. 2009. P. 104113-1-104113-14.
Сахненко, В.П. Энергетическая кристаллохимия твёрдых растворов соединений кислородно-октаэдрического типа и моделирование пьезокерамических материалов. / В.П. Сахненко, Н.В. Дергунова, Л.А. Резниченко. // Ростов-на-Дону: Изд-во РГПУ. 1999. -322 с.
Яффе, Б. Пьезоэлектрическая керамика. / Б. Яффе, У. Кук, Г. Яффе. // М.: Мир. 1974. -288с.
Резниченко, Л.А. Свойства нестехиометрического ниобата натрия. / Л.А. Резниченко, Л.А. Шилкина, О.Н. Разумовская, И.В. Позднякова, Е.М. Кузнецова, С.И. Дудкина. // ЖТФ. 2002. Т. 72. №3. С. 43-47.
DIRECTIVE 2002/95/EC OF THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL of 27 January 2003 on the restriction of the use of certain hazardous substances in electronic equipment. // Official Journal of the European Union. 2003. №37. P. 19-23.
Магомедов, Я.Б. Методика экспериментального определения теплопроводности полупроводников и их расплавов в диапазоне температур 300...900 К. / Я. Б. Магомедов, Г.Г. Гаджиев. // Государственная служба стандартных справочных данных (ГСССД). Аттестат. 66. Зарегистрировано во ВНИИЦ по материалам и веществам Госстандарта 26.10.1989 г.
Магомедов, Я.Б. Устройство для измерения теплопроводности полупроводников при высоких температурах. / Я. Б. Магомедов, Г.Г. Гаджиев. // Приборы и техника эксперимента. 2004. №4. С. 142-145.
Магомедов, М-Р.М. Автоматизированная установка для измерения коэффициента линейного расширения. / М.-Р.М. Магомедов, И.К. Камилов, З.М. Омаров, Ш.М. Исмаилов, М.М. Хамидов, М.М. Расулов. // Приборы и техника эксперимента. 2004. №4. 2007. №4. С. 145.
Резниченко, Л.А. Структурные неустойчивости, несоразмерные модуляции Р- и Q-фазы в ниобате натрия в интервале 300-500К. / Л.А. Резниченко, Л.А. Шилкина, Е.С. Гагарина, И.П. Раевский, Е.А. Дулькин, Е.М. Кузнецова, В.В. Ахназарова. // Кристаллография. 2003. Т. 48. №3. 493-501.
Glazer, A.M. Crystal Physics, Diffraction, Theoretical and General Crystallography. / A.M. Glazer, H.D. Megaw. // Acta Cryst. A. 1973. V. 29. P. 489-495.
Chen, I. In Situ TEM Studies of Para-ferroelectric Phase Transitions in NaNbO₃. / I. Chen, D. Feng. // Phys. Stat. Sol. (a). 1988. V. 109. №1. P. 427-434.
Резниченко, Л.А. Диэлектрические и пьезоэлектрические свойства твёрдых растворов на основе ниобата натрия. / Л.А. Резниченко, Л.А. Шилкина, С.И. Дудкина, Е.С. Гагарина, А.В. Бородин. // Неорган. матер. 2003. Т. 39. №2. С. 187-199.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

*Резниченко, Л.А. Получение и исследование в интервале 20 - 1000 °С ниобатов щелочных и щелочноземельных металлов. / Л.А. Резниченко, Л.А. Шилкина, О.Н. Разумовская, В.В. Ахназарова, О.Ю. Кравченко. // Изв. ВУЗов. Сев.-Кав. регион. Техн. науки. Спец. выпуск. 2004. С. 96-99.
*Резниченко, Л.А. Инварный эффект и "дьявольская лестница" в ниобатах щелочных и щелочноземельных металлов. / Л.А. Резниченко, Л.А. Шилкина, О.Н. Разумовская, О.Ю. Кравченко, В.В. Ахназарова. // Кристаллография. 2006. Т. 20. №6. С. 95-103.
Юрасов, Ю.И. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ №2006611527 "Расчёт диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь в заданном интервале температур и частот (Лабораторный стенд ЮКОМП 3.0)". / Ю.И. Юрасов, О.Ю. Кравченко. // Дата поступления: 10.03.2006. Зарегистрировано в Реестре программ для ЭВМ 6.05.2006.
*Есис, А.А. Гистерезисные явления в четырёхкомпонентной системе твёрдых растворов 0,98(xPbTiO₃- yPbZrO₃ - zPbNb_2/3Mg_1/3O₃) - 0,02PbGeO₃. / А.А. Есис, А.В. Турик, И.А. Вербенко, Л.А. Шилкина, Ю.И. Юрасов, О.Ю. Кравченко, О.Н. Разумовская, Л.А. Резниченко. // Конструкции из композиционных материалов. 2007. №1. С. 73-81. (По материалам 6-ой Всероссийской научно-практической конференции "Керамические материалы: производство и применение. 13-15 марта 2007." Великий Устюг. Россия).
*Есис, А.А. Электромеханический гистерезис, обратный пьезоэффект и реверсивные характеристики пьезоэлектрических материалов различной степени сегнетожёсткости. / А.А. Есис, А.В. Турик, И.А. Вербенко, Л.А. Шилкина, Ю.И. Юрасов, О.Ю. Кравченко, В.Д. Комаров. // Конструкции из композиционных материалов. 2007. №1. С. 82-93. (По материалам 6-ой Всероссийской научно-практической конференции "Керамические материалы: производство и применение. 13-15 марта 2007." Великий Устюг. Россия).
Кравченко, О.Ю. Термочастотное поведение твёрдых растворов системы Na_1-_xLi_xNbO₃ (0 < x < 0,145). / О.Ю. Кравченко, Л.А. Резниченко, Л.А. Шилкина, Разумовская. О.Н. // Сб-к материалов Международной научно-практической конференции "Фундаментальные проблемы радиоэлектронного риборостроения" ("Intermatic-2007"). Москва. МИРЭА. ЦНИИ "Электроника". 2007. С. 124-128.
Кравченко, О.Ю. Диэлектрические спректры и реверсивные характеристики твёрдых растворов бинарной системы ниобатов натрия-калия. / О.Ю. Кравченко, Д.С. Фоменко, О.Н. Разумовская, Л.А. Резниченко. // Сб-к тр. 11-го Международного симпозиума "Упорядочение в металлах и сплавах". ("ОМА – 11"). Ростов-на-Дону – пос. Лоо. 2008. Т. 1. С. 292-297.

А 08. Кравченко, О.Ю. Диэлектрические и реверсивные свойства сегнетокерамики на основе ниобатов натрия-лития. / О.Ю. Кравченко, Д.С. Фоменко, О.Н. Разумовская, Л.А. Резниченко. // Сб-к тр. 11-го Международного симпозиума "Порядок, беспорядок и свойства оксидов". ("ODPO – 11"). Ростов-на-Дону – пос. Лоо. 2008. Т. 1. С. 242-249.

*Кравченко, О.Ю. Свойства керамики Na_0.875Li_0.125NbO₃. / О.Ю. Кравченко, Л.А. Резниченко, Г.Г. Гаджиев, Л.А. Шилкина, С.Н. Каллаев, О.Н. Разумовская, З.М. Омаров, С.И. Дудкина. // Неорг. матер. 2008. Т. 44. №10. С. 1265-1281.
*Кравченко, О.Ю. Электрофизические и тепловые свойства бессвинцовых ниобатных материалов. / О.Ю. Кравченко, Л.А. Резниченко, Г.Г. Гаджиев, Л.А. Шилкина, С.Н. Каллаев, О.Н. Разумовская, З.М. Омаров, С.И. Дудкина. // Конструкции из композиционных материалов. 2008. №4. С. 60-80.
*Ивлиев, М.П. Влияние модифицирования литием на устойчивость сегнетоэлектрического состояния в пьезоэлектрических керамических материалах на основе NaNbO₃. / М.П. Ивлиев, С.И. Раевская, О.Ю. Кравченко, Л.А. Резниченко, И.П. Раевский. // Конструкции из композиционных материалов. 2008. №4. С. 80-87.
*Ивлиев, М.П. Влияние модифицирования изовалентными и гетеровалентными ионами на диэлектрические свойства пьезоэлектрических керамических материалов на основе ниобата натрия. / М.П. Ивлиев, С.И. Раевская, О.Ю. Кравченко, Л.А. Резниченко, И.П. Раевский. // Конструкции из композиционных материалов. 2009. №1. С. 61-69.
*Ивлиев, М.П. Влияние несоответствия кристаллохимических параметров катионов Na и Li на диэлектрические свойства твёрдых растворов NaNbO₃-LiNbO₃. / М.П. Ивлиев, С.И. Раевская, О.Ю. Кравченко, И.П. Раевский, Л.А. Резниченко. // ФТТ. 2009. Т. 51. №10. С. 1988-1993.
*Гаджиев, Г.Г. Тепловые свойства пьезоэлектрической керамики ПКР-1 и ПКР-37. / Г.Г. Гаджиев, З.М. Омаров, Х.Х. Абдуллаев, Л.А. Резниченко, О.Ю. Кравченко. // Изв. РАН. Сер. физ.. 2009. Т. 73. №8. С. 1190-1191.
Кравченко, О.Ю. Фазовые переходы и термочастотные спектры горячепрессованных керамик с различным типом электрического упорядочения. / О.Ю. Кравченко, Д.С. Фоменко, Л.А. Резниченко. // Сб-к тр. 13-го Международного симпозиума "Порядок, беспорядок и свойства оксидов". ("ODPO – 13"). Ростов-на-Дону – пос. Лоо. 2010. Т. 1. С. 206-210.
*Кравченко, О.Ю. Свойства экологически чистой керамики состава Ag_1-_yNbO_3-_y_/2. / О.Ю. Кравченко, Г.Г. Гаджиев, З.М. Омаров, Л.А. Резниченко, Х.Х. Абдуллаев, О.Н. Разумовская, Л.А. Шилкина, В.Д. Комаров, И.А. Вербенко. // Экология промышленного производства. 2010. №3. С. 50-61.
*Ахназарова, В.В. Фазовая картина керамики ниобата натрия с различной пористостью в интервале температур (25…700) ^оС. / В.В. Ахназарова, Л.А. Шилкина, О.Ю. Кравченко, Л.А. Резниченко. // Кристаллография. 2010. Т. 55. №6. С. 1095-1101.
*Кравченко, О.Ю. Система твёрдых растворов состава (Na₁_xPb_x)(Nb₁_xTi_x)O₃ с разным типом электрического упорядочения в широком интервале внешних воздействий. / О.Ю. Кравченко, Д.С. Фоменко, Л.А. Резниченко. // Конструкции из композиционных материалов. 2010. №4. С. 55-63.
*Кравченко, О.Ю. Дисперсионные спектры и реверсивная нелинейность твёрдых растворов на основе ниобатов натрия-лития. / О.Ю. Кравченко, Д.С. Фоменко, Л.А. Резниченко, Л.А. Шилкина. // Конструкции из композиционных материалов. 2010. №4. С. 64-73.
*Кравченко, О.Ю. Термочастотное "поведение" и реверсивность бессвинцовых сегнетокерамических материалов на основе экологически чистых ниобатов натрия-калия. / О.Ю. Кравченко, Д.С. Фоменко, Л.А. Резниченко. // Экология промышленного производства. 2010. №4. С. 36-42.

Всего по теме диссертации опубликовано 90 научных работ.

Находятся в печати следующие статьи:

Ахназарова, В.В. Структура и диэлектрические спектры бессвинцовых пористых материалов. / В.В. Ахназарова, О.Ю. Кравченко, Л.А. Шилкина, Л.А. Резниченко. // Неорг. матер. 2010.
Кравченко, О.Ю. Фазы, микроструктура, диэлектрические и теплофизические свойства керамики ниобата натрия состава Na_1-_yNbO_3-_y_/2. / О.Ю. Кравченко, Г.Г. Гаджиев, З.М. Омаров, Л.А. Резниченко, Х.Х. Абдуллаев, О.Н. Разумовская, Л.А. Шилкина, В.Д. Комаров, И.А. Вербенко. // Неорг. матер. 2010.
Кравченко, О.Ю. Нестехиометрический ниобат серебра: фазы, микроструктура, диэлектрические, пьезоэлектрические и теплофизические свойства. / О.Ю. Кравченко, Г.Г. Гаджиев, З.М. Омаров, Л.А. Резниченко, Х.Х. Абдуллаев, О.Н. Разумовская, Л.А. Шилкина, В.Д. Комаров, И.А. Вербенко. // Неорг. матер. 2010.
Кравченко, О.Ю. Диэлектрические спектры и реверсивные свойства керамик состава (Na_1-_xK_x)NbO₃ и (Na_1-_xLi_x)NbO₃. / О.Ю. Кравченко, Д.С. Фоменко, Л.А. Резниченко. // Неорг. матер. 2010.
Кравченко, О.Ю. Диэлектрические свойства керамики состава (Na₁_xPb_x)(Nb_1-_xTi_x)O₃ при термополевых воздействиях. / О.Ю. Кравченко, Д.С. Фоменко, Л.А. Резниченко. // Неорг. матер. 2010.
Reznitchenko, L.A. Lead-Free Ceramic of Third Millenium. / L.A. Reznitchenko, O.Yu. Kravchenko, I.A. Verbenko, L.A. Shilkina, K.P. Andrushin, and S.I. Dudkina. // Piezoceramic Materials and Devices. Nova Science Publishers. 2010.

Статьи, помеченные *, опубликованы (или направлены в печать) в центральных отечественных журналах, рекомендованных ВАК РФ для публикации результатов докторских и кандидатских диссертаций, а также в зарубежных изданиях.
Работа выполнена в отделе активных материалов НИИ физики ЮФУ по:

тематическому плану НИР НИИ физики ЮФУ: темы НИР №№ 2.3.06, 2.2.09. "Создание, исследование структуры и предельных свойств электрически активных материалов на основе соединений кислородно-октаэдрического типа" (рег. № 01.2.006 06506) (2006-2008 гг.), "Создание, исследование структуры и физические свойства бессвинцовых электрически активных материалов на основе Nb-содержащих соединений и твёрдых растворов" (рег. № 01200958314) (2009-2010 гг.);

заданию Министерства образования и науки РФ: Аналитическая ведомственная целевая программа "Развитие научного потенциала высшей школы": проект № 2.1.1/6931 "Неупорядоченные гетерогенные среды: новые фазы, гигантские пьезо-, пиро- и диэлектрические отклики" (2009-2010 гг.). Мероприятие 2. Подраздел 2.1.1. Проведение фундаментальных исследований в области естественных наук; ФЦП "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009-2013 гг.: Гос. контракт № 16.740.11.0142 по заявке № 2010-1.2.1-102-018-037 "Комбинационный параметрический и модулярный дизайн полифункциональных сред и экологически безопасных технологий создания на их основе наноструктурированных материалов с рекордными пьезодиэлектрическими, магнитострикционными, диссипативными параметрами и их сочетаниями". Мероприятие 1.2.1, II очередь. 4 лот. "Проведение научных исследований научными группами под руководством докторов наук по физике конденсированных сред, физическому материаловедению…" (2010-2012 гг.);

при поддержке:

грантов Президента РФ для государственной поддержки ведущих научных школ: Научная школа "Электрически активные вещества и функциональные материалы" темы: № НШ – 3505.2006.2 "Наследование" упорядочений и нерегулярностей структуры Nb₂O₅ в сложных Nb-содержащих оксидах и их корреляция с электроупругими и теплофизическими свойствами" (2006-2007 гг.), № НШ – 5931.2008.2 "Мультиферроики как основа нового поколения многофункциональных материалов" (2008-2009 гг.);

грантов Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ): № 02-02-17781. Несоразмерные фазы, трансляционно-модулированные структуры и динамика кристаллической решётки сегнетоактивных соединений кислородно-октаэдрического типа с упорядоченными протяженными дефектами (2002-2004 гг.), № 04-02-08058 (офи). Разработка и создание высокотемпературных сегнетопьезоэлектрических материалов, неохлаждаемых датчиков давления (ускорения, вибраций, пульсаций, детонаций) и измерительно-вычислительного комплекса диагностики рабочего процесса и топливоподачи в цилиндрах двигателей внутреннего сгорания (2004-2005 гг.), № 05-02-16916а. Особенности формирования сегнетоэлектрических фазовых состояний кристаллических веществ вблизи температуры плавления (2005-2007 гг.), № 06-02-08035(офи). Разработка нанотехнологического процесса изготовления бессвинцовых сегнетопьезокерамических материалов заменяющих ЦТС составы во всех функциональных группах их применений, и создание на этой основе высокочувствительных электромеханических преобразователей на объёмных и поверхностных волнах; фильтров с различной шириной полосы пропускания; датчиков для систем связи, медицины, устройств работающих в силовых режимах (2006-2007 гг.), № 08-02-01013. Коллективные локальные и наномасштабные дисторсии в сегнетоактивных гетерогенных структурах (2008-2010 гг.);

грантов и проектов ЮФУ, выполняемых в рамках приоритетного национального проекта "Образование" и программы развития ЮФУ: № К – 07 – Т – 40 "Разработка сегнетопьезоэлектрических материалов с ультравысокими рабочими температурами, гигантскими диэлектрическими, пьезоэлектрическими, электрострикционными константами и экологически безопасной нанотехнологией производства на их основе функциональных электромеханических преобразователей для нужд ракетно-космической технике" (2007 г.), № К – 08 – Т – 11 "Разработка экологически чистых электрических материалов с предельными свойствами, промышленных технологий их получения и функциональных датчиков различного пьезотехнического назначения" (2008 г.), проект № 31 "Создание электроактивных мультифункциональных наноструктурированных материалов и экологически безопасных технологий их получения для авиа-, ракетостроения, радиотехники". Победитель конкурса ФЦК ЮФУ. (Пр. ректора № 117- ОД от 30.06.2010) (2010 г.).

1 2 3 4

	Феноменологическая теория стехиометрических и нестехиометрических... Работа выполнена на кафедре теоретической и вычислительной физики Федерального государственного учреждения высшего профессионального...		Эдуард Викторович особенности фазовых переходов pbHfO 3, PbZrO 3... ...
	Реферат Тема: Жидкие кристаллы Более 100 лет назад (1888 г.) ученые обнаружили, что вещества в жидкокристаллическом состоянии обладают текучестью, как обычные жидкости,...		«Следствие ведут знатоки» Урок проводится в 8 классе после изучения темы «Растворы. Свойства растворов электролитов»
	Электролитическая диссоциация ...		Программа учебной дисциплины «Теплофизические свойства огнеупорных... Направленность дисциплины практико-ориентированная. Дисциплина непосредственно связана с профессиональной подготовкой, полученные...
	«Изготовление культевой вкладки из прессованной керамики» в группе...		Фазы, фазовые состояния и морфотропные области в n компонентных... «Несоразмерные фазы, трансляционно модулированные структуры и динамика кристаллической решетки сегнетоактивных соединений кислородно-октаэдрического...
	Выращивание грибов «Вешенка обыкновенная» с помощью регуляторов роста Гумат натрия применяется для повышения урожайности. Результаты наших исследований по отзывчивости гумата натрия при обрастании субстрата...		Реферат по курсу Технология получения твердых веществ с заданными свойствами По способам его создания различают два основных метода кристаллизации: 1) охлаждение горячих насыщенных растворов (изогидрическая...
	2 3077. Структура, свойства и физико-химические условия образования... Проект направлен на изучение термодинамической стабильности, структуры и свойств минеральных фаз, содержащих радиоактивные и токсичные...		Низкотемпературный синтез и свойства фаз, содержащих ti (IV), Zr... Работа выполнена в Южном федеральном университете на кафедре общей и неорганической химии
	Блок Свойства жидкостей и твёрдых тел. Закон Гука «Анализ направлений деятельности учреждений дополнительного образования по внеурочной деятельности»		Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Цель урока: объяснить некоторые механические свойства твердых тел, жидкостей и газов
	Дефекты твердых тканей коронки зуба. Классификация дефектов. Этиология,... Ортопедическое лечение патологии твердых тканей зубов коронками и частичных дефектов зубных рядов мостовидными протезами		Урока химии по теме «Окислительно-восстановительные реакции и реакции ионного обмена» Овр, окислитель и восстановитель, процесс окисления и восстановления, закономерности протекания ионных процессов с участием растворов...

Диэлектрические и теплофизические свойства керамики нестехиометрических ниобатов натрия, серебра и nb-содержащих твёрдых растворов

Похожие: