Пористая керамика системы ниобата калия натрия

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

В работе для изготовления пористых образцов пьезоэлектрической керамики использовался мелкодисперсный полистирол. Изготовлены образцы керамики ниобата калия натрия с концентрацией пор 10, 20, 25, 30 и 40 объемных процентов. Проведен анализ структуры и исследованы температурные и частотные зависимости диэлектрической проницаемости полученных образцов. Установлено, что присутствие полистирола в процессе спекания пьезокерамических образцов играет роль связки, которая испаряясь в процессе высокотемпературной обработки, в тоже время способствует стабилизации диэлектрических свойств керамики - в пористых образцах отсутствуют флуктуации диэлектрической проницаемости в низкочастотной области и увеличивается диапазон частот, в котором значения диэлектрической проницаемости не зависят от частоты. Выявлено, что уже 34 объемных процента пор ухудшают механическую прочность образца. Показано, что применение простой задачи теории протекания не позволяет провести оценку механической прочности пористых образцов в зависимости от концентрации пор.

Об авторах

Данила Владимирович Мамаев

Тверской государственный университет

аспирант 4 года обучения

Ольга Витальевна Малышкина

Тверской государственный университет

Email: olga.malyshkina@mail.ru
д.ф.-м.н., профессор, профессор кафедры компьютерной безопасности и математических методов управления

Александра Ивановна Иванова

Тверской государственный университет

к.ф.-м.н., доцент кафедры прикладной физики

Список литературы

  1. Резниченко, Л.А. Бессвинцовые сегнетопьезоэлектрические поликристаллические материалы на основе ниобатов щелочных металлов: история, технология, перспективы / Л.А. Резниченко, И.А. Вербенко, К.П. Андрюшин // Фазовые переходы, упорядоченные состояния и новые материалы. - 2013. - № 11. - С. 30-46.
  2. Znang, Sh.R. Lead-free piezoelectric ceramics vs. PZT? / Sh. Zhang, R. Xia, Th. R. Shrout // Journal of Electroceramics. - 2007. - V. 19. - I. 4. - P. 251-257. doi: 10.1007/s10832-007-9056-z.
  3. Saito, Y. Lead-free piezoceramics / Y. Saito, H. Takao, T. Tani et al. // Nature. - 2004. - V. 432. - I. 7013. - P. 84-87. doi: 10.1038/nature03028.
  4. Shao, T. Potassium-sodium niobate based lead-free ceramics: novel electrical energy storage materials / T. Shao, H. Du, H. Ma et al. // Journal of Materials Chemistry. - 2017. - V. 5. - I. 2. - P. 554-563. doi: 10.1039/c6ta07803f.
  5. Malič, B. Sintering of lead-free piezoelectric sodium potassium niobate ceramics / B. Malič, J. Koruza, J. Hreščak et al. // Materials. - 2015. - V. 8. - I. 12. - P. 8117-8146. doi: 10.3390/ma8125449.
  6. Yang, Z. A new family of sodium niobate-based dielectrics for electrical energy storage applications / Z. Yang, H. Du, L. Jin et al. // Journal of the European Ceramic Society. - 2019. - V. 39. - I. 9. - P. 2899-2907. doi: 10.1016/j.jeurceramsoc.2019.03.030.
  7. Su, H.H. Electric properties of SrTiO3 modified (Na0.48K0.48Li0.04)Nb0.89Ta0.05Sb0.06O3 lead-free ceramics/ H.H. Su, C.S. Hong, C.C. Tsai, S.Y. Chu // Journal of Solid State Science and Technology. - 2016. - V. 5. - № 10. - P. N67-N71. doi: 10.1149/2.0111610jss.
  8. Головнин, В.А. Физические основы, методы исследования и практическое применение пьезоматериалов / В.А. Головнин, И.А. Каплунов, Б.Б. Педько, О.В. Малышкина, А.А. Мовчикова. - М.: ТЕХНОСФЕРА, 2013. - 272 с.
  9. Wersing, W. Dielectric, elastic and piezoelectric properties of porous pzt ceramics / W. Wersing, K. Lubitz, J. Mohaupt // Ferroelectrics. - 1986. - V. 68. - I. 1. - P. 77-97. doi: 10.1080/00150198608238739.
  10. Rybyanets, A.N. Recent advances in porous piezoceramics applications/ A.N. Rybyanets, D.I. Makarev, N. A. Shvetsova // Ferroelectrics. - 2019. - V. 539. - I. 1. - Part II. - P. 101-111 doi: 10.1080/00150193.2019.1570019
  11. Ahn, C.-W. Sintering behavior of lead-free (K, Na) NbO3-basedpiezoelectric ceramics / C.-W. Ahn, C.-S. Park, C.-H. Choi et al. // Journal of the American Ceramic Society. - 2009. - V. 92. - I. 9. - P. 2033-2038. doi: 10.1111/j.1551-2916.2009.03167.x.
  12. Мамаев, Д.В. Определение процентного содержания пор в пьезоэлектрической керамике по изображениям с РЭМ с помощью КСИНС / Д.В. Мамаев, С.А. Меркурьев, О.В. Малышкина // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2021. - Вып. 13. - С. 286-293 doi: 10.26456/pcascnn/2021.13.286.
  13. Эфрос, А.Л. Физика и геометрия беспорядка. - М.: Наука, 1982. - 176 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».