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

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.

Купить

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.

Купить