Предложены два способа формирования аниондефицитных сегнетофаз на основе BaTiO3: а) смешанный вариант, включающий твёрдофазный синтез BaTiO3 и «химическую сборку» BaFeO3-x; б) объёмная низкотемпературная «химическая сборка» фаз типа BaTi1-уFeуO3-0,5у. Показана возможность синтеза аморфной формы BaFeO3-x и фаз твёрдого раствора состава уBaTiO3•(1-у)BaFeO3-x при температурах ниже 400 К, а также их кристаллических форм в виде ультрадисперсных порошков - при температуре ниже 600 К. В рамках первого способа синтеза твёрдых растворов типа BaTi1-уFeуO3-0,5у определены условия введения аморфной фазы феррита бария в частицы кристаллического титаната бария. Установлено, что, в пределах концентраций вводимых в BaTiO3 легирующих добавок, не происходит изменения сингонии, а также значительного варьирования объёма элементарной ячейки тетрагональной сегнетофазы и её температуры Кюри. В процессе изготовления керамических образцов выявлено влияние добавки BaFeO3-x на параметры процесса спекания порошков состава BaTi1-уFeуO3-0,5у (0 ≤ у ≤ 0,05), полученных различными методами, которое заключается в снижении энергии активации этого процесса, увеличении скорости роста зёрен и скорости вторичной рекристаллизации пресс-заготовок. Обсуждено изменение электрофизических параметров изготовленной пьезокерамики по мере роста мольной доли добавки в системе.
There are proposed two ways of forming an anion deficient phases based on ferroelectric BaTiO3: a) the mixed method, including solid-phase synthesis of BaTiO3 and "chemical assembly" of BaFeO3-x; b) volume low-temperature " chemical assembly" of the BaTi1-yFeyO3-0,5y phases. The possibility of synthesis an amorphous form of BaFeO3-x phase and a solid solution of y BaTiO3•(1-y)BaFeO3-x, at temperatures below 400K are demonstrated, also synthesis of their crystalline forms as ultrafine powders - at temperatures below 600K. Under the first method of the synthesis of solid solutions of the type BaTi1-y FeyO3-0,5y the conditions of introduction the amorphous phase barium ferrite particles in a crystal of barium titanate are determined. It is shown that within the concentration of the dopants in BaTiO3, no change occurs in crystal system, as well as a considerable variation of ferroelectric tetragonal unit cell and its Curie temperature not occurs. In the process of making ceramic samples there is revealed the effect of additives BaFeO3-x on the parameters of the powders sintering BaTi1-yFeyO3-0,5y (0 ≤ y ≤ 0,05), which were obtained by different methods. These methods are to reduce the activation energy of the process, increasing the speed of grain growth and the secondary recrystallization rate. There were discussed changing the electrical parameters of piezoelectric ceramics made with increasing mole fraction of additive in the system.
1. Ганопольский В.В., Касаткин Б.А., Легуша Ф.Ф., Прудько М.И., Пугачев С.И. Пьезокерамические преобразователи : справочник. - Л. : Судостроение, 1984. - 256 с.
2. Крешков А.П. Основы аналитической химии. - М. : Химия. - 1976. - Т. 2. - 301 с.
3. Нестеров А.А. Современные проблемы материаловедения пьезокерамических материалов / А.А. Нестеров, А.А. Панич. - Ростов н/Д : Изд-во ЮФУ, 2010. - 226 с.
4. Нестеров А.А. Технология синтеза порошков сегнетоэлектрических фаз / А.А. Нестеров, А.Е. Панич. - Ростов н/Д : Изд-во ЮФУ, 2010. - 226 с.
5. Нестеров А.А., Копытин А.Ю., Нестеров А.А. Зависимость состава и свойств гидроксидов титана от способа их получения // Научная мысль Кавказа. - 2003. - Т. 50, № 9. - С. 99-104.
6. Рабинович А.Г., Рубанов Л.А. Технология производства гидроакустической аппаратуры. - Л. : Судостроение, 1973. - 224 с.
7. Шарапов М.В., Мусиенко М.П., Шарапова Е.В. Пьезоэлектрические датчики. - М. : Техносфера, 2006. – 632 с.
8. Fukatani R., Yokota H., Ogura S., Uesu Y., Bartasyte A., Fukunaga M., Noda Y. Ferroelectricity and ferromagnetism of BaTiO3/BaFeO3 superlattice thin films // Japanese Journal of Applied Physics. - 2012. - V. 51. 09LB01.