Везде

ОХНМНеорганические материалы Inorganic Materials

  • ISSN (Print) 0002-337X
  • ISSN (Online) 3034-5588

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПЕРОВСКИТНОЙ КЕРАМИКИ (NaBaBi)TiO

Вы можете
Код статьи
S30345588S0002337X25030114-1
DOI
10.7868/S3034558825030114
Тип публикации
Статья
Статус публикации
Опубликовано
Авторы
Политова Е.Д.
  • Аффилиация: Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук
Калева Г.М.
  • Аффилиация: Федеральный исследовательский центр химической физики им. Н.Н. Семёнова Российской академии наук
Иванов С.А.
  • Аффилиация: Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Мосунов А.В.
  • Аффилиация: Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Стефанович С.Ю.
  • Аффилиация: Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Садовская Н.В.
  • Аффилиация: Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт"
Ильина Т.С.
  • Аффилиация: Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС"
Киселев Д.А.
  • Аффилиация: Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС"
Том/ Выпуск
Том 61 / Номер выпуска 5–6
Страницы
352-359
Аннотация
Изучены параметры кристаллической структуры, диэлектрические и локальные пьезоэлектрические свойства керамических твердых растворов (NaBaBi)TiO (x < 0.1), модифицированных добавкой CuO. Объем псевдокубической перовскитной ячейки увеличивается с увеличением x. Температура фазовых переходов, определяемая пиками диэлектрической проницаемости, смещается от ~600 до 400 K с увеличением x до 0.04. Повышение эффективного значения локального пьезоэлектрического коэффициента d, наблюдаемое для образцов c x = 0.08, коррелирует с повышением диэлектрической проницаемости при комнатной температуре, подтверждая положительное влияние модифицирования катионами Ba на функциональные свойства керамики NBT.
Ключевые слова
керамика на основе титаната висмута-натрия структура перовскита функциональные свойства
Дата публикации
01.05.2025
Год выхода
2025
Всего подписок
0
Всего просмотров
7

Библиография

  1. 1. Yamamoto T. Ferroelectric Properties of the PbZrO-PbTiO System // Jpn. J. Appl. Phys. 1996. V. 35. P. 5104–5110. https://doi.org/10.1143/JJAP.35.5104
  2. 2. Maeder M.D., Damjanovic D., Setter N. Lead-Free Piezoelectric Materials // J. Electroceram. 2004. V. 13. P. 385–392. https://doi.org/10.1007/s10832-004-e5130-y
  3. 3. Shrout T.R., Zhang S.J. Lead-Free Piezoelectric Ceramics: Alternatives for PZT? // J. Electroceram. 2007. V. 19. P. 113–126. https://doi.org/10.1007/s10832-007-e9047-0
  4. 4. Panda P.K. Review: Environmental-Friendly Lead-Free Piezoelectric Materials // J. Mater. Sci. 2009. V. 44. P. 5049–5062. https://doi.org/10.1007/s10853-009-e3643-0
  5. 5. Coondoo I., Panwar N., Kholkin A. Lead-Free Piezoelectrics: Current Status and Perspectives // J. Adv. Dielectr. 2013. V. 3. № 2. 1330002. https://doi.org/10.1142/S2010135X13300028
  6. 6. Hong C.H., Kim H.P., Choi B.Y. et al. Lead-Free Piezoceramics – Where to Move on? // J. Materiomics. 2016. V. 2. № 1. P. 1–24. https://doi.org/10.1016/j.jmat.2015.12.002
  7. 7. Wei H., Wang H., Xia Y., Dapeng Cui D., Shi Y., Dong M., Liu C., Ding T., Jiaoxia J., Ma Y., Wang N., Wang Z., Sun Y., Wei R., Guo Z. An Overview of Lead-Free Piezoelectric Materials and Devices // J. Mater. Chem. 2018. V. 6. P. 12446–124467. https://doi.org/10.1039/c8tc04515a
  8. 8. Zheng Z., Wu J., Xiao D., Zhu J. Recent Development in Lead-Free Perovskite Piezoelectric Bulk Materials // Progr. Mater. Sci. 2018. V. 98. P. 552–624. https://doi.org/10.1016/j.pmatsci.2018.06.002
  9. 9. Wu J. Perovskite Lead-Free Piezoelectric Ceramics // J. Appl. Phys. 2020. V. 127. 190901. https://doi.org/10.1063/5.0006261
  10. 10. Смоленский Г.А. Новые сегнетоэлектрики и антисегнетоэлектрики // УФН. 1957. Т. 62. Вып. 1. С. 41–69. https://doi.org/10.3367/UFNr.0062.195705b.0041
  11. 11. Vakhrushev S.B., Isupov V.A., Kyvatkovsky B.E., Okuneva N.M., Pronin I.P., Smolensky G.A., Symikov P.P. Phase Transitions and Soft Models in Sodium Bismuth Titanate // Ferroelectrics. 1985. V. 6. P. 153–160. https://doi.org/10.1080/00150198508221396
  12. 12. Tu C.-S., Siny I.G., Schmidt V.H. Sequence of Dielectric Anomalies and High-Temperature Relaxation Behavior in NaBiTiO // Phys. Rev. B. 1994. V. 49. P. 11550–11559. https://doi.org/10.1103/physrevb.49.11550
  13. 13. Suchanicz J. The Low-Frequency Dielectric Relaxation NaBiTiO Ceramics // Mater. Sci. Eng. B. 1998. V. 55. P. 114–118. https://doi.org/10.1016/S0921-5107 (98)00188-3
  14. 14. Gorjman S., Thomas P.A. Evidence for a Non-Rhombohedral Average Structure in the Lead-Free Piezoelectric Material NaBiTiO // J. Appl. Crystallogr. 2010. V. 43. P. 1409–1414. https://doi.org/10.1107/S002188981003342X
  15. 15. Aksel E., Forrester J.S., Kowalski B., Jones, J.L., Thomas P.A. Phase Transition Sequence in Sodium Bismuth Titanate Observed Using High-Resolution X-ray Diffraction // Appl. Phys. Lett. 2011. V. 99. 222901. https://doi.org/10.1063/1.3664393
  16. 16. Shvartsman V.V., Lupasku D.L. Lead-Free Relaxor Ferroelectrics // J. Am. Ceram. Soc. 2012 V. 95 (1). P. 1–26. https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2011.04952.x
  17. 17. Политова Е.Д., Мосунов А.В., Стребков Д.А., Голубко Н.В., Калева Г.М., Логинов Б.А., Логинов А.Б., Стефанович С.Ю. Особенности фазообразования и фазовые переходы в нестехиометрических керамиках титаната натрия–висмута // Неорган. материалы. 2018. Т. 54. № 7. С. 785–789. https://doi.org/10.7868/S0002337X18070205
  18. 18. Politova E.D., Mosunov A.V., Strebkov D.A., Strebkov D.A., Golubko N.V., Kaleva G.M., Sadovskaya N.V., Stefanovich S. Yu. Phase Transitions, Ferroelectric and Relaxor Properties of Nonstoichiometric NBT Ceramics // Ferroelectrics. 2019. V. 538. P. 120–125. https://doi.org/10.1080/00150193.2019.1569994
  19. 19. Politova E.D., Strebkov D.A., Belkova D.A., Kaleva G.M., Golubko N.V., Mosunov A.V., Sadovskaya N.V., Panda P.K. Relaxation Effects in Nonstoichiometric NBT-based Ceramics // Defect Diffusion Forum. 2019. V. 391. P. 95–100. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/DDF.391.95
  20. 20. Suchanicz J., Kluczewska-Chmielarz K., Sitko D., Jaglo G. Electrical Transport in Lead-Free NaBiTiO Ceramics // J. Adv. Ceram. 2021. V. 10 (1). P. 152–165. https://doi.org/10.1007/s40145-020-0430-5
  21. 21. Takenaka T., Maruyama K.-I., Sakata K. (BiNa) TiO-BaTiO System for Lead-Free Piezoelectric Ceramics // Jpn. J. Appl. Phys. 1991. V. 30. P. 236. https://doi.org/10.1143/JJAP.30.2236
  22. 22. Chu B.J., Chen D.R., Yin G.L. Electrical Properties of NaBiTiO-BaTiO Ceramics // J. Eur. Ceram. Soc. 2002. V. 22 (13). P. 2115–2121. https://doi.org/10.1016/S0955-2219 (02)00027-4
  23. 23. Suchanicz J., Kusz J., Bohm H., Stopa G. Structural and Electric Properties of (NaBi)BaTiO // J. Mater. Sci. 2007. V. 42. P. 7827–7831. https://doi.org/10.1007/s10853-007-1635-5
  24. 24. Xu C., Lin D., Kwok K.W. Structure, Electrical Properties and Depolarization Temperature of (BiNa) TiO-BaTiO Lead-Free Piezoelectric Ceramics // Solid State Sci. 2008. V. 10 P. 934–940. https://doi.org/10.1016/j.solidstatesciences.2007.11.003
  25. 25. Ma C., Tan X., Dul’kin E., Roth M. Domain Structure-Dielectric Property Relationship in Lead-Free (1–x) BiNaTiOBaTiO Ceramics // J. Appl. Phys. 2010. V. 108. 104105. https://doi.org/10.1063/1.3514093
  26. 26. Cordero F., Craciun F., Trequatirini F., Galass C. Phase Transitions and Phase Diagram of the Ferroelectric Perovskite (NaBi)BaTiO Anelastic and Dielectric Measurements // Phys. Rev. B. 2010. V. 81. 144124. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.81.144124
  27. 27. Rao K.S., China K., Rajulu V., Tilak B., Swathi A. Effect of Ba in BNT Ceramics on Dielectric and Conductivity Properties // Nat. Sci. 2010. V. 2 (4). P. 357–367. https://doi.org/10.4236/ns.2010.24043
  28. 28. Eerd B.W., Damjanovic D., Klein N., Setter N., Trodahl J. Structural Complexity of (NaBi) TiO-BaTiO as Revealed by Raman Spectroscopy // Phys. Rev. B. 2010. V. 82. 104112. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.82.104112
  29. 29. Parija B., Badapanda T., Panigrahi S., Sinha T.P. Ferroelectric and Piezoelectric Propieties of (1–x) (BiNa) TiOBaTiO Ceramics // J. Mater. Sci.: Mater. Electron. 2013. V. 24 (1). P. 402–410. https://doi.org/10.1007/s10854-012-0764-z
  30. 30. Jo W., Daniels J., Damjanovic D., Kleemann W., Rodel J. Two-Stage Processes of Electrically Induced-Ferroelectric to Relaxor Transition in 0.94(BiNa) TiOBaTiO // Appl. Phys. Lett. 2013. V. 102. 192903. https://doi.org/10.1063/1.4805360
  31. 31. Lidjici H., Khemakhem H. Morphotropic Phase Boundary in (NaBi) TiOBaTiO Lead-Free System: XRD and Raman Spectroscopy Studies // Ceramics-Silikaty. 2016. V. 60 (3). P. 205–209. https://doi.org/10.13168/cs.2016.0031
  32. 32. Machado R., dos Santos V.B., Ochoa D.A., Cerdeiras E., Mesires L., Garcia J.E. Elastic, Dielectric and Electromechanical Properties of (BiNa) TiOBaTiO Piezoceramics at the Morphotropic Phase Boundary Region // J. Alloys Compd. 2017. V. 690. P. 568–574. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2016.08.116
  33. 33. Политова Е.Д., Калева Г.М., Голубко Н.В., Мосунов А.В., Садовская Н.В., Белькова Д.А., Стребков Д.А., Стефанович С.Ю., Киселев Д.А., Кислюк А.М. Физико-химические основы создания новых титанатов со структурой перовскита // Журн. физ. химии. 2018. Т. 92. № 6. С. 947–952. https://doi.org/10.1007/978-3-031-11397-0_4
  34. 34. Политова Е.Д., Калева Г.М., Голубко Н.В., Мосунов А.В., Садовская Н.В., Белькова Д.А., Стефанович С.Ю. Особенности структуры и свойств высокотемпературных оксидных материалов на основе титаната натрия–висмута // Кристаллография. 2018. Т. 63. № 2. С. 288–292. https://doi.org/10.7868/S0023476118020212
  35. 35. Политова Е.Д., Стребков Д.А., Мосунов А.В., Голубко Н.В., Калева Г.М., Садовская Н.В., Стефанович С.Ю. Сегнетоэлектрические фазовые переходы в нестехиометричных керамиках титаната натрия–висмута // Изв. РАН. Сер. Физическая. 2018. Т. 82. № 3. С. 312–315. https://doi.org/10.7868/S0367676518030109
  36. 36. Gul M., Gurbiz M., Gokceyrek A.B., Toktas A., Kavas T., Dogan A. Influence of Particle Size and Sintering Temperature on Electrical Properties of 0.94NaBiTiO-0.06BaTiO Lead-Free Ceramics // Arch. Metall. Mater. 2020. V. 65 (2). P. 609–614. https://doi.org/10.24425/amm.2020.132799
  37. 37. Hiruma Y., Watanabe Y., Nagata H., Takenaka T. Phase Transition Temperatures of Divalent and Trivalent Ions Substituted ((BiNa) TiO Ceramics // Key Eng. Mater. 2007. V. 350. P. 93–96. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.350.93
  38. 38. Ehmke M., Glaum J., Jo W., Granzow T. Stabilization of the Fatigue-Resistant Phase by CuO Addition in (BiNa) TiO-BaTiO // J. Am. Ceram. Soc. 2011. V. 94 (8). P. 2473–2478. https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2010.04379.x
  39. 39. Bail A.L., Bail D.L., Louér D. Smoothing and Validity of Crystallite-Size Distributions from X-Ray Line-Profile Analysis // J. Appl. Crystallogr. 1978. V. 11. P. 50–55. https://doi.org/10.1107/S0021889878012662
  40. 40. Журов В.В., Иванов С.А. PROFIT – программа обработки данных порошкового дифракционного эксперимента для IBM PC с графическим интерфейсом пользователя // Кристаллография. 1997. Т. 42. № 2. С. 239–243. https://doi.org/10.1038/s41598-021-02782-2
QR
Перевести

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Высшая аттестационная комиссия

При Министерстве образования и науки Российской Федерации

Scopus

Научная электронная библиотека