Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА "ЧИСТОЙ" И ЛЕГИРОВАННОЙ ЖЕЛЕЗОМ PZT КЕРАМИКИ

Работа №52199

Тип работы

Бакалаврская работа

Предмет

физика

Объем работы55
Год сдачи2016
Стоимость4370 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
76
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


Введение 3
Глава 1. Обзор литературы 5
1.1. Диэлектрики 5
1.2. Диэлектрические свойства 6
1.3. Поляризация диэлектриков 9
1.4. Пробой диэлектриков 12
1.5. Активные диэлектрики 13
1.6. Сегнетоэлектрики 14
1.7. PZT керамика 17
Заключение по главе 1 20
Глава 2. Методы исследования диэлектрических свойств PZT керамики 21
2.1. Схема Сойера - Тауэра 21
2.2. Исследования при помощи диэлектрического спектрометра 23
Заключение по главе 2 26
Глава 3. Эксперимент 27
3.1. Объект исследования 27
3.2. Экспериментальная установка 28
3.3. Описание эксперимента 34
3.4. Обсуждение результатов 36
Выводы по эксперименту 51
Заключение 52
Благодарности 53
Список использованной литературы


Керамические твердые растворы цирконата-титаната свинца Pb(Zr,Ti)O3 (PZT) являются базовыми материалами пьезотехники [1]. С начала 90-х годов прошлого века началось интенсивное исследование керамических тонких пленок PZT. Их прикладной потенциал оказался гораздо шире: пленки находят применение в микроэлектромеханике, ИК- и СВЧ-технике, в неразрушаемой памяти, в магнетоэлектрических преобразователях [2].
По сравнению с монокристаллическими пьезоэлектриками пьезокерамика PZT, являясь поликристаллическим сегнетоэлектриком, отличается технологичностью, дешевизной и выраженностью пьезоэлектрических и диэлектрических свойств. Из пьезокерамики можно изготавливать изделия любой формы - пластины, диски, цилиндры, трубки, сферы и т.п., которые чрезвычайно сложно или невозможно изготавливать из монокристаллов. Пьезокерамика широко используется для созданий датчиков ускорений, давлений, пьезоотметчиков ударных волн, мощных излучателей ультразвука и ударных волн, пьезотрансформаторов, пьезорезонансных фильтров, линии задержки. Пьезокерамики стойки к действию влаги, к механическим нагрузкам и атмосферным воздействиям.
В настоящее время PZT керамика активно модифицируется, в структуру внедряют ионы железа, никеля и др., меняя и варьируя её физико-химические свойства, поэтому исследование электрических и магнитных свойств модифицированной PZT керамики является очень актуальной задачей.
Цель исследования - установить влияние имплантированной примеси железа и последующего термического отжига на модификацию диэлектрических и магнитных свойств PZT керамики.
Задачи исследования:
1. Провести измерения диэлектрической проницаемости чистой и имплантированой PZT керамики при различной температуре образца, частоте и значений приложенного электрического поля;
2. Провести измерения кривых намагниченности образцов;
3. Исследовать влияние отжига образцов в восстановительной и окислительной средах на их физические свойства.


Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь в написании работ!


В результате проделанной работы было выполнено следующее:
1. Отработана методика измерения диэлектрических спектров сегнетоэлектрика на образце титаната бария. Измерены диэлектрические спектры PZT керамики в диапазоне температур от -155 °C до 400 °C. Определена точка Кюри PZT керамики: Tc=305 °C.
2. Проведены измерения магнитной восприимчивости нелегированной и легированной железом керамики PZT. Выявлено, что "чистая" PZT керамика является диамагнетиком, а - керамика, легированная железом проявляет свойства, характерные для ферромагнетиков.
3. С целью выявления отличий электрических свойств "чистой" и легированной железом керамики PZT были проведены измерения диэлектрической проницаемости в сильных постоянных электрических полях. Образцы измерялись до и после отжига. Значительных отличий не выявлено.
Проведенное исследование позволяет сказать, что в отличие от "чистой" PZT керамики, керамика, легированная железом, представляет собой мультиферроик, так как наряду с сегнетоэлектрическими свойствами проявляет и ферромагнитные свойства. Вопрос об отличии электрических свойств "чистой" и легированной керамики остаётся открытым и требует дальнейшего исследования.
Измерения электрических свойств PZT керамики выполнялись в лаборатории диэлектрической спектроскопии на оборудовании ФЦКП ФХИ КФУ.



1. Яффе, Б. Пьезоэлектрическая керамика / Б. Яффе, У. Кук, Г. Яффе - М.: Мир, 1974.- 288 с.
2. Izyumskaya N., Alivov Y.-I., Cho S.-J., Morko?. H. Processing, structure, properties, and applications of PZT thin films // Critical Reviews in Solid State and Materials Sciences, vol. 32., 2007.- p. 111-202.
3. Савельев, И.В. Курс общей физики, 5 кн. / И.В. Савельев - М.: Наука, 1998.- Кн.2.
4. Егоров, В.Н. Физика твердого тела. / В.Н. Егоров - [Электронный ресурс]. - URL: http: //grom. ntl. ru/books/Egorov/HTML/Index. html
5. Journal of the American Ceramic Society, vol. 97, №. 5, 1638, 2014.- p.1644.
6. Journal of Materials Science: Materials in Electronics, vol. 21, 2010.- p. 1149 - 1153.
7. Барфут, Дж. Введение в физику сегнетоэлектрических явлений. / Дж. Барфут - Пер. с англ. Н.Р. Иванова. Под ред. Л.А. Шувалова. - М.: Мир, 1970.
8. Авторское свидетельство №851293, 1981, опубликован в Б.И. N28, 1981.
9. Методическое пособие по работе с магнитометром. Лаборатория радиофизики КФТИ им. Е.К. Завойского, 2011.- 12 с.
10. Свободная энциклопедия Википедия - wikipedia.ru - [Электронный ресурс].- URL: ru.wikipedia.org/wiki/Ионная_имплантация
11. Успехи физических наук, т. XXXVIII, вып. 4, август 1949 г.- 470 с.
12. Киттель Ч. Введение в физику твердого тела. / Ч. Киттель - М.: Наука, 1978.- 790 с.
13. Journal of Magnetism and Magnetic Material, 374, 2015.- p. 703-706,
14. Сайт кафедры радиоэлектроники - КФУ, Институт Физики - [Электронный ресурс].- URL: http://kpfu.ru/physics/struktura/kafedry/kafedra- radioelektroniki/laboratorii-i-sovremennoe-oborudovanie/laboratoriya- 39dielektricheskaya-spektroskopiya39


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.



Подобные работы


©2025 Cервис помощи студентам в выполнении работ