Technologia otrzymywania, właściwości elektryczne i elektromechaniczne materiałów opartych na Na0.5Bi0.5TiO3

Abstract

Celem pracy było uzyskanie ceramiki o optymalnym składzie chemicznym na bazie tytanianu sodowo - bizmutowego Na0.5Bi0.5TiO3: · (Na0.5Bi0.5)0.7Sr0.3TiO3; · [(Na0.5Bi0.5)0.7Sr0.3]0.99Pr0.01TiO3; · [(Na0.5Bi0.5)0.7Sr0.3]0.985Pr0.015TiO3; · [(Na0.5Bi0.5)0.7Sr0.3]0.98Pr0.02TiO3; · [(Na0.5Bi0.5)0.7Sr0.3]0.975Pr0.025TiO3. Na próbkach zostały wykonane kompleksowe badania w tym:  rentgenostrukturalne,  mikrostrukturalne,  zmian temperaturowych i częstotliwościowych przenikalności elektrycznej i tangensa kąta strat dielektrycznych, wpływu nacisku jednoosiowego na przenikalność elektryczną i tangens kąta strat dielektrycznych, zmian temperaturowych pętli histerezy ferroelektrycznej, właściwości mechanicznych,  właściwości cieplnych, rozpraszania ramanowskiego. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że ze zwiększaniem koncentracji jonów prazeodymu zmniejsza się rozmiar ziaren. Fakt ten potwierdzają również pomiary prędkości fal ultradźwiękowych, zmienia się prędkość rozchodzenia zarówno podłużnych jak i poprzecznych fal ultradźwiękowych a tym samym właściwości mechaniczne uzyskanego materiału (następuje polepszenie parametrów technologicznych E, G, K, ν). Uzyskane materiały ceramiczne nietrudno ulegają procesowi przepolaryzowania, co ma istotne znaczenie przy uwzględnieniu tych materiałów w zastosowaniach technicznych. Podstawienie kationów Ti przez kationy strontu Sr i prazeodymu Pr w podsieci A spowodowało przejście od właściwości ferroelektrycznych do relaksorowych bardzo ważnych z punktu widzenia możliwości zastosowań tych materiałów jako elementy czynne wielu urządzeń. Podsumowując rezultaty przeprowadzonych badań dochodzimy do wniosku, że wprowadzenie do Na0.5Bi0.5TiO3 jonów strontu i prazeodymu spowodowało korzystne dla ewentualnych zastosowań znaczące zmiany jego właściwości.