Фазы, фазовые состояния и морфотропные области в n­компонентных системах сегнетоэлектрических твердых растворов

Особенности морфотропного фазового перехода в системах твердых растворов типа цирконат-титаната свинца. Метод поиска морфотропной области в n-компонентных системах ТР. Исследование структуры, диэлектрических, пьезоэлектрических и упругих свойств ТР.

Рубрика Физика и энергетика
Вид автореферат
Язык русский
Дата добавления 01.05.2018
Размер файла 3,7 M

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Автореферат

на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

ФАЗЫ, ФАЗОВЫЕ СОСТОЯНИЯ И МОРФОТРОПНЫЕ ОБЛАСТИ В n­КОМПОНЕНТНЫХ СИСТЕМАХ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ

Специальность 01.04.07 - Физика конденсированного состояния

Демченко Олеся Александровна

Ростов-на-Дону 2006

1. Общая характеристика работы

Актуальность темы

Одной из важнейших проблем в современной физике конденсированных сред и, в частности, в физике сегнетоэлектричества (СЭ) является проблема структурных фазовых переходов (ФП). Помимо научного значения, она приобрела большую практическую ценность в связи с особенностями физических свойств сегнетоэлектриков вблизи границ устойчивости фаз. Так, в окрестности морфотропных границ электрофизические параметры достигают экстремальных значений. Эта особенность лежит в основе разработок высокоэффективных СЭ материалов.

Среди последних особое место занимают материалы на основе твердых растворов (ТР) бинарной системы (1-х) PbZrO3 - x PbTiO3 (ЦТС), которым свойственны широкий изоморфизм, высокие температуры Кюри и пьезоэлектрические свойства. Будучи достаточно глубоко исследованной с материаловедческой точки зрения, система ЦТС до настоящего времени является недостаточно изученной как объект физического рассмотрения. И только в последнее время (с 1998 г.) она "испытала" "фазовый переход" по числу публикаций, посвященных исследованию ее кристаллической структуры. Такой "ренессанс", несомненно, был обеспечен развитием техники рентгенографического эксперимента, позволившего идентифицировать предсказанную задолго до этих событий промежуточную (моноклинную) фазу в области ромбоэдрически (Рэ) - тетрагонального (Т) перехода, представляющую собой некий "мост" между этими симметриями . "Вал" статей, однако, коснулся лишь избранных концентраций компонентов этой и родственных ей (по морфологии области морфотропного Рэ-Т фазового перехода) систем ((1-х) PbNb2/3Mg1/3O3 - x PbTiO3 (PMN-PT), (1-x) PbNb2/3Zn1/3O3 - x PbTiO3 (PZN-PT). Систематическое детальное (с малым исследовательским концентрационным шагом) изучение подобных ТР в широком интервале вариаций содержания компонентов, внешних воздействий, а также при усложнении химических композиций путем конструирования n-компонентных (n > 2) систем ТР не проводилось. К тому же, анализ полученных экспериментальных данных производился без учета кристаллохимических особенностей компонентов и известной пространственной неоднородности керамик, порождающей сложное распределение упругих и электрических сил, в поле которых и происходят ФП.

Принимая во внимание, что система ЦТС остается и по сей день уникальной и практически значимой, а многокомпонентные системы с ее участием составляют основу практически всех известных сегнетопьезоэлектрических материалов, актуальным представляется проведение исследований, направленных на установление закономерностей формирования кристаллической структуры, диэлектрических, пьезоэлектрических и упругих свойств керамик ТР базовых систем ЦТС, PMN-PT и n-компонентных (n = 34) композиций с их участием на основе детальных комплексных (эксперимент, теория) исследований, проводимых в широком интервале концентраций компонентов и внешних воздействий, с учетом кристаллохимических особенностей объектов и того "термодинамического пути", по которому происходит достижение заданных значений параметров состояния. Это и стало целью настоящей диссертационной работы.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

· выбрать на основе библиографических данных перспективные для последующего исследования системы твердых растворов;

· определить в рамках феноменологической теории фазовых переходов условия стабильности ромбоэдрической (Рэ) и тетрагональной (Т) фаз в твердых растворах типа ЦТС, показать возможность и термодинамические пути появления сегнетоэлектрических фаз более низкой симметрии в области Рэ-Т перехода;

· изготовить образцы твердых растворов, произведя постадийную оптимизацию регламентов их синтеза и спекания;

· произвести рентгенографические исследования, выявить локализацию фаз, фазовых состояний и морфотропных областей;

· построить х-Т-диаграммы систем;

· провести измерения диэлектрических, пьезоэлектрических, упругих и механических характеристик образцов в широком интервале температур;

· установить корреляционные связи состав - структура - свойства;

· выбрать на основе полученных экспериментальных данных группы твердых растворов с практически полезным сочетанием электрофизических свойств.

Объекты исследования

- Бинарные системы твердых растворов:

ТР1: (1-x)PbZrO3-xPbTiO3. (0.37 ? x ? 0.57) (ЦТС, PZT).

В интервалах 0.37 ? x ? 0.42 и 0.52 ? x ? 0.57 исследовательский концентрационный шаг Дx = 0.01; в интервале 0.42 < x < 0.52 исследовательский концентрационный шаг Дx = 0.005;

ТР2: (1-x)PbNb2/3Mg1/3O3-xPbTiO3. (0 ? x ? 1.0) (PMN-PT).

В интервале концентраций 0 ? x ? 0.45 - Дx = 0.01, в интервале концентраций 0.45 < x ? 0.95 - Дx = 0.05.

- Тройные системы твердых растворов:

ТР3: 0.98Pb(TixZr1-x)O3 - 0.02Ba(W1/3Bi2/3)O3 (0.45 ? x ? 0.49).

ТР4: 0.98Pb(TixZr1-x)O3 - 0.02“SrW1/3Bi2/3O3” (0.45 ? x ? 0.49).

ТР5: 0.98Pb(TixZr1-x)O3 - 0.02”Pb(Nb1/2Bi1/2)O3” (0.45 ? x ? 0.485).

ТР6: 0.98(Pb0,9727Sr0,0273)(TixZr1-x)O3-0.02”Pb(Nb1/2Bi1/2)O3”+1вес%PbO (0.45 ? x ? 0.485).

ТР7: 0.98(Pb0,9727Sr0,0273)(TixZr1-x)O3-0.02”Pb(Nb1/2Bi1/2)O3”+2вес%PbGeO3 (0.45 ? x ? 0.485).

Во всех исследуемых концентрационных интервалах ТР3-ТР7 Дx = 0.005.

- Четырехкомпонентная система 0.98(xPbTiO3 - yPbZrO3- zPbNb2/3Mg1/3O3) - 0.02PbGeO3

ТР8 (I разрез системы): 0.37 ? x ? 0.57, y = 1-x-z, z = 0.05.

В интервалах концентраций 0.37 ? x ? 0.425, 0.515 < x < 0.57 - Дx = 0.01, в интервале концентраций 0.425 ? x ? 0.515 - Дx = 0.005;

ТР9 (III разрез системы): 0.11 ? x ? 0.50, y = 0.05, z = 1-x-0.05.

ТР10 (V разрез системы): 0.23 ? x ? 0.52, y = z = (1-x)/2.

Во всех исследуемых концентрационных интервалах ТР9 и ТР10 Дx = 0.01

Твердотельные состояния:

Керамики, дисперсно - кристаллического вещества (шихты, синтезированные порошки, измельченные поликристаллы).

Научная новизна

В ходе выполнения предлагаемой диссертационной работы впервые:

· проведено систематическое, комплексное (включающее разнообразные экспериментальные методы и феноменологические подходы) детальное исследование большого количества систем твердых растворов с морфотропными границами, подобными реализуемым в системе ЦТС;

· построены фазовые х-Т-диаграммы систем, содержащие в однофазных областях изосимметрийные состояния, характеризующиеся различным поведением структурных и электрофизических параметров, а также участки их сосуществования с постоянством объемов элементарных ячеек. Дано научное истолкование появлению таких состояний в рамках реальной (дефектной) структуры твердых растворов;

· в бинарных системах ЦТС и PMN-PT в области ромбоэдрически (Рэ)-тетрагонального (Т) перехода обнаружены две промежуточные сегнетоэлектрические фазы более низкой симметрии, одна из которых (моноклинная - в системе PMN-PT) - неустойчива и разрушается при измельчении образцов;

· в рамках феноменологической теории фазовых переходов показано и экспериментально подтверждено, что на фазовой х-Т-диаграмме системы ЦТС существуют особые линии, обусловливающие появление двух критических точек Кюри, а также существенное увеличение скорости падения диэлектрической проницаемости с понижением температуры;

· установлено, что в n-компонентных (n = 34) системах твердых растворов на основе ЦТС с подобной морфотропной областью фазовая картина упрощается за счет уменьшения фазовых состояний и промежуточных фаз, а Рэ - Т переход сдвигается в сторону меньшего содержания PbTiO3, что связывается с уменьшением дефектности твердых растворов;

· в системе ЦТС выявлены три интервала температур (25 С Т < 270 С, 270 С Т < 360 С, 360 С Т 500 С) зависимостей обратной диэлектрической проницаемости, существование которых объясняется в рамках термодинамической теории, а экспериментально они проявляются в виде лежащей вблизи переходов в кубическую фазу "области нечеткой симметрии", положение и протяженность (по температуре) которой зависят от состава твердых растворов, а также области аномального поведения диэлектрической проницаемости и немонотонного изменения параметров ячейки твердых растворов с х 0,49.

Практическая значимость работы

1. Выделена группа твердых растворов состава 0.98(Pb0,9727Sr0,0273) (Ti0,455Zr0,545)O3 0.02”Pb(Nb1/2Bi1/2)O3 + 2 вес.% PbGeO с высокими температурами Кюри Тс (350 360 С), достаточно высокими относительной диэлектрической проницаемостью 33Т/0 (? 1500), пьезоэлектрическими параметрами Kp (0.57 0.58), |d31| (? 100 пКл/Н) при низких диэлектрических (tg < 0.02) потерях, предназначенных для устройств, работающих в силовых режимах (пьезодвигателях, ультразвуковых излучателях и пр.).

2. Выявлена область твердых растворов состава 0,98Pb(Ti0,465Zr0,535) O3 - 0,02Ba(W1/3Bi2/3)O3 с высокими температурами Кюри Тс (? 360 С), пьезоэлектрическими параметрами Kp (~ 0.55), |d31| (100 пКл/Н) при средних значениях относительной диэлектрической проницаемости (33Т/0 ? 1300), низких диэлектрических (tg < 0.02) потерях, которые возможно использовать в качестве основы высокотемпературных преобразователей с широкой полосой пропускания, эксплуатируемых в среднечастотном диапазоне.

3. Получены твердые растворы состава 0.98(0,41PbTiO3- 0,295PbZrO3- 0,295PbNb2/3Mg1/3O3)-0.02PbGeO3, характеризующиеся достаточно высокими значениями температуры Кюри Тс 300 С, относительной диэлектрической проницаемости 33Т/0 =2100, пьезомодулей |d31| = 150 пКл/Н, d33= 345 пКл/Н, пьезочувствительности |g31| =|d31|/е33T= 8.1 мВ/Н и удельной чувствительности = 8 пКл/Н, учитывающей внутреннее сопротивление приемника ультразвука, перспективные при работе как на нагрузку, так и в режиме холостого хода преобразователей, эксплуатируемых в среднечастотном диапазоне.

Предложены в качестве основ функциональных материалов твердые растворы состава 0.98(0,11PbTiO3-0,05 PbZrO3 - 0,84PbNb2/3Mg1/3O3) - 0.02PbGeO3, которые характеризуются высокой пьезодеформацией ж33max~2.0 мкм при Е = 10.0 кВ/см, что делает их незаменимыми в устройствах, где требуются большие, управляемые электрическим полем, микроперемещения (порядка нескольких или десятков микрометров).

Основные научные положения, выносимые на защиту

1. В рамках феноменологической теории фазовых переходов показано, что на фазовой х-Т-диаграмме системы ЦТС существуют особые линии, обусловливающие появление двух критических точек Кюри, а также существенное увеличение скорости падения диэлектрической проницаемости с понижением температуры, подтверждаемое совокупностью экспериментальных данных.

2. Вблизи фазового перехода в неполярную кубическую фазу в системе ЦТС обнаружена "область нечеткой симметрии", характеризующаяся слабыми искажениями и температурно-временной нестабильностью кристаллической структуры. По мере обогащения системы титанатом свинца названная область сужается и сдвигается в сторону более высоких температур.

3. Внутри областей существования ромбоэдрической и тетрагональной фаз в изученных системах твердых растворов обнаружена сложная последовательность фазовых состояний, обусловливающая "изрезанность" х-Т-диаграмм систем и концентрационных зависимостей электрофизических характеристик. Возникновение фазовых состояний и сопутствующих им изменений свойств кристаллических сред при сохранении симметрии можно описать в рамках реальной (дефектной) структуры объектов, связанной, в том числе, и с их кристаллохимическими особенностями.

4. Между ромбоэдрической и тетрагональной фазами на х-Т-диаграммах существуют одна или две промежуточные сегнетоэлектрические фазы более низкой симметрии.

Надежность и достоверность полученных в работе результатов

Надежность и достоверность полученных в работе результатов основана на фактах одновременного использования комплекса взаимодополняющих экспериментальных методов и теоретических расчетов, согласия теоретических и экспериментальных результатов, применения апробированных методов экспериментальных исследований и метрологически аттестованной измерительной аппаратуры, в том числе, выпуска 20042005 гг., проведения исследований на большом числе образцов каждого состава.

Кроме этого, беспримесность изготовленных керамик всех групп ТР, близость параметров их кристаллической структуры к известным библиографическим данным, высокие относительные плотности образцов, однородность их поверхностей и сколов, равномернозернистость, экстремальность электрофизических характеристик при выбранных режимах изготовления керамик, воспроизводимость структурных, диэлектрических, пьезоэлектрических и упругих параметров от образца к образцу внутри одного состава ТР, соответствие физических свойств ТР логике их изменения в каждой конкретной системе позволяют считать полученные результаты достоверными и надежными, а сформулированные положения и выводы - обоснованными.

Апробация результатов работы

Основные результаты диссертации докладывались на следующих конференциях и симпозиумах:

1. Международных:

- научно-технических школах-конференциях “Молодые ученые - науке, технологиям и профессиональному образованию”(под эгидой ЮНЕСКО). Москва. МИРЭА. 2002, 2003, 2004, 2005, 2006 г.г.;

- X, XIII научных конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых («Ломоносов»). Москва. МГУ. 2003, 2006 гг.;

- NATO - Advanced Research Workshop on the Disordered Ferroelectrics. Kiev. 2003;

- научно-практических конференциях «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения» («INTERMATIC») (под эгидой ЮНЕСКО), проводимых в рамках третьей и четвертой Московских Международных промышленных ярмарок «MIIF -2003, 2004». Москва. МИРЭА. 2003, 2004 гг.;

- 4th, 5th International Seminar on Ferroelastics Physics. Voronezh. Russia.2003, 2006;

- 10th European Meeting on Ferroelectricity. (”EMF-2003”). Helpdesk. Cambridge. 2003;

- meetings “Phase transitions in solid solutions and alloys” (“OMA”). Rostov-on-Don-Big Sochi. Russia. 2002, 2003, 2004, 2005, 2006;

- meetings “Order, disorder and properties of oxides” (“ODPO”). Rostov-on-Don-Big Sochi. Russia. 2002, 2003, 2004, 2005, 2006;

- конференции «Современные проблемы физики и высокие технологии». Томск. 2003 г.;

- научной конференции «Актуальные проблемы физики твердого тела» («ФТТ-2003»). Минск. Белоруссия. 2003 г.;

- научно-технических конференциях «Межфазная релаксация в полиматериалах». Москва. МИРЭА. 2003, 2005 гг.;

- научно-практической конференции «Фундаментальные проблемы функционального материаловедения, пьезоэлектрического приборостроения и нанотехнологий» («Пьезотехника-2005»). Ростов-на-Дону - Азов. 2005 г.;

- 2nd International Conference “Physics of Electronic materials”. Kaluga. Russia. 2005;

2. Всероссийских:

- девятой научной конференции студентов-физиков и молодых ученых («ВКНСФ-9»). Красноярск. 2003 г.;

- научно-практической конференции «Керамические материалы: производство и применение». Москва. 2003 г.;

- XVII конференции по физике сегнетоэлектриков («ВКС-XVII»). Пенза. 2005.

3. Межрегиональных:

- II, III-й научно- практических конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых "Молодежь XXI века - будущее российской науки". Ростов-на-Дону. Ростовский государственный университет. 2004, 2005 гг.;

- научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Высокие информационные технологии в науке и производстве» («ВИТНП-2005»). Ростов-на-Дону. 2005;

- первой ежегодной научной конференции студентов и аспирантов базовых кафедр Южного Научного Центра Российской Академии Наук. Ростов-на-Дону. 2005.

4. Студенческих

- 53, 55-й научных конференциях физического факультета Ростовского государственного университета. Ростов-на-Дону. 2001, 2003. гг.

Публикации. Основные результаты диссертации отражены в печатных работах, представленных в журналах и сборниках трудов конференций, совещаний и симпозиумов. Всего по теме диссертации опубликовано 40 работ, в том числе, 4 статьи в центральной и зарубежной печати.

Личный вклад автора в разработку проблемы

Автором лично сформулированы цель и задачи исследования; собраны и обобщены в виде аналитического обзора библиографические сведения по теме диссертации; выбраны на основе литературных данных перспективные для последующего исследования системы твердых растворов; дано феноменологическое описание фазовой картины в системах типа ЦТС, показана возможность и термодинамические пути появления СЭ низкосимметрийных фаз в области Рэ-Т перехода; построены фазовые х-Т диаграммы; проведены измерения всего комплекса электрофизических параметров ТР в широком интервале температур; дано научное истолкование полученным экспериментальным результатам; разработаны компьютерные программы и сопутствующие процедуры подготовки данных для обработки результатов измерения характеристик ТР; сформулированы выводы по работе и основные научные положения, выносимые на защиту; выбраны группы ТР с практически полезными свойствами; произведено компьютерное оформление всего графического и текстового материала диссертации.

Демченко О.А. приняла участие в обсуждении результатов рентгенографического исследования, получении образцов колумбитным методом. Совместно с научным руководителем и научным консультантом Демченко О.А. проведен анализ и обобщение всего массива полученных в работе результатов.

Сотрудниками НИИ физики РГУ, в коллективе которых автор работает с 2001 года по настоящее время, осуществлены следующие работы: получен основной массив керамических образцов (к.х.н. Разумовская О.Н., технологи Тельнова Л.С., Сорокун Т.Н.), проведены рентгеноструктурные исследования (с.н.с. Шилкина Л.А.), даны консультации по вопросам измерения пьезоэлектрических характеристик (с.н.с Дудкина С.И.). Совместно с сотрудником отдела теоретической физики к.ф-м.н, с.н.с. Ивлиевым М.П. решена часть задач теоретического плана.

2. Основное содержание работы

Во Введении обосновывается актуальность выбранной темы диссертационной работы, сформулированы ее цель и задачи, показана связь темы с планом научных работ, определены объекты исследования, показаны научная новизна и практическая значимость проведенных исследований, представлены основные научные положения, выносимые на защиту, показаны надежность, достоверность и обоснованность полученных результатов, описаны личный вклад автора в разработку проблемы и апробация результатов работы, приведены основные публикации автора по теме диссертации, изложена структура работы, дана краткая характеристика каждой главы.

Первая глава, носящая обзорный характер, посвящена рассмотрению особенностей морфотропного фазового перехода в системах твердых растворов. Основное внимание уделено описанию фазовой картины в базовых системах (1-х) PbZrO3 - x PbTiO3 (ЦТС), (1-х) PbNb2/3Mg1/3 - x PbTiO3 (PMN-PT), (1-х) PbNb2/3Zn1/3O3 - x PbTiO3 (PZN-PT): приводятся установившиеся и новые данные о морфологии области морфотропного фазового перехода в них, доменной структуре, электрических характеристиках объектов исследования. Рассматриваются преимущества n-компонентных (n = 36) систем на основе ЦТС, зависимости между структурными и электрофизическими параметрами в таких системах в окрестности области морфотропного фазового перехода (ОМФП), анализируется связь экстремальных характеристик с положением морфотропной области. Описывается теория фазового перехода типа собственного распада бинарных твердых растворов. Ромбоэдрически-тетрагональный переход в системах типа ЦТС рассмотрен в рамках феноменологической теории фазовых переходов. В заключение главы на основе анализа библиографических данных сформулированы цель и задачи работы.

Во второй главе описаны объекты исследования, методы получения и исследования образцов.

Состав изучаемых твердых растворов отвечает формулам, приведенным выше (в разделе реферата "Объекты исследования").

ТР1, ТР3 - ТР8 получены по обычной керамической технологии: твердофазный двухстадийный синтез с промежуточным помолом и гранулированием порошков, последующее спекание в воздушной атмосфере без приложения давления.

В качестве исходных реагентов использовалось сырье (монооксиды и карбонаты металлов) высокой степени чистоты: PbO - "осч", TiO2 - "осч", ZrO2 - "ч", WO3 - "хч", Bi2O3 - "хч", SrCO3 - "чда", BaCO3 - "чда", Nb2O5 - "Нбо-Пт" (для пьезотехники). В табл. 1 приведены оптимальные технологические регламенты получения ТР1, ТР3 - ТР8.

Таблица 1 Оптимальные технологические регламенты получения ТР1, ТР3 - ТР8

Режимы синтеза и спекания ТР

Режимы синтеза

Режимы спекания

Т1, С

1, час.

Т2, С

2, час.

Тсп, С

сп, час.

ТР1

870

7

870

7

12201240 (в зависимости от состава)

3

ТР3 - ТР7

800

4

800

4

11601180 (в зависимости от состава)

3

ТР8

870

5

870

5

12001220 (в зависимости от состава)

3

ТР2, ТР9, ТР10 приготовлены колумбитным методом, заключающимся в применении в качестве исходных компонентов предварительно синтезированного ниобата магния и оксидов свинца и титана. Соединение MgNb2O6 синтезировано в две стадии при температурах Т1 = 1000 С; Т2 = 1050 С и временах изотермических выдержек при указанных температурах 1 = 2 = 4 час. Для синтеза ТР применяли PbO и TiO2 квалификации "осч", MgO - "чда". Синтез ТР2, ТР9, ТР10 производился в одну стадию при Т1 = 1000 С; 1 = 8 час, режимы спекания для ТР2 - Тсп = 12001240 С, ТР9 - Тсп = 12001220 С; ТР10 - Тсп = 12201240 С (в зависимости от состава), сп = 3 час. для всех указанных ТР.

Изготовление измерительных образцов включает две технологические операции: механическую обработку и нанесение электродов.
Поисковые измерительные образцы изготавливали в виде дисков ( 10х1 мм или 10х0,5 мм.). Обработку поверхностей производили алмазным инструментом по 6 классу точности.
Электроды наносили двукратным вжиганием серебросодержащей пасты при температуре 800 оС в течение 0.5 час. Для микроструктурных и рентгенографических исследований специально готовили один образец из серии образцов каждого состава, плоская поверхность которого полировалась до 13 класса.

Формирование поляризованного состояния осуществляли методом "горячей" поляризации, в процессе которой электрическое поле к образцам прикладывали при высокой температуре. При этом образцы загружали в камеру с полиэтиленсилоксановой жидкостью ПЭС-5 при ~ 25 оС, в течение 0.5 час. осуществляли плавный подъем температуры до 140 оС, сопровождающийся увеличением создаваемого поля от 0 до 5ч7 кВ/мм. В этих условиях образцы выдерживали 20ч25 мин. и затем охлаждали под полем до ~25 оС (комнатная температура).

Рентгенографические исследования проводились в отделе активных материалов НИИ физики РГУ старшим научным сотрудникам Шилкиной Л. А. методом порошковой дифракции с использованием дифрактометров ДРОН-3 и АДП (FeКб-излучение; Mn-фильтр; FeKв-излучение; схема фокусировки по Брэггу - Брентано). Исследовались объемные образцы и измельченные керамические объекты, что позволяло исключить влияние поверхностных эффектов, напряжений и текстур, возникающих в процессе получения керамик. Расчет структурных параметров производился по стандартным методикам. Погрешности измерений структурных параметров имеют следующие величины: линейных Дa = Дb = Дc =±(0.002 0.004) Е; угловых Д? = 3'; объема ДV = ± 0.05Е3 (ДV/V*100% = 0.07%).

Определение измеренной (сизм..) плотности образцов осуществляли методом гидростатического взвешивания, где в качестве жидкой среды использовали октан. Плотность рассчитывали по формуле сизм.. =(сокт *m1)/(m2 - m3 + m4), где сокт - плотность октана, m1 - масса сухой заготовки, m2 - масса заготовки, насыщенной октаном, m3 - масса насыщенной заготовки, взвешенной в октане с подвесом, m4 - масса подвеса для заготовки. Расчет рентгеновской плотности (срентг.) производили по формуле: срентг.=1.66*M/V, где М _ вес формульной единицы в граммах, V - объем перовскитной ячейки в Е. Относительную плотность (сотн.) рассчитывали по формуле (сизм./ срентг.)*100%.

Для аттестации электрофизических свойств исследуемых ТР проведены измерения их диэлектрических, пьезоэлектрических и упругих параметров при комнатной температуре в соответствии с ОСТ 11 0444-87. При этом, определяли: относительные диэлектрические проницаемости поляризованных (е33т0) и неполяризованных (е/е0) образцов, диэлектрические потери в слабом поле (тангенс угла диэлектрических потерь (tgд)), удельное электрическое сопротивление (сv) при 100 оС, пьезомодули: - d31, d33, коэффициент электромеханической связи планарной моды колебаний (Kp), механическую добротность (Qм), модуль Юнга (YE11), скорость звука (VE1). Расчет параметров производили с помощью разработанной автором диссертации программы (среда программирования Delphi 5). Полученные значения параметров всех измеренных образцов каждого состава усредняли. Построение зависимостей диэлектрических, пьезоэлектрических и упругих характеристик при комнатной температуре от состава (x) осуществлено с использованием этих усредненных значений. В работе приведены оценки погрешностей измерений всех анализируемых электрофизических характеристик.

Высокотемпературные измерения относительной диэлектрической проницаемости (е/е0) и тангенса угла диэлектрических потерь (tgд) производили при помощи моста переменного тока Е-8-2 на частоте 1 кГц в интервале температур 25 ч 650 oC, отдельные составы измеряли на приборе «Измеритель иммитанса Е-7-20» (выпуска 2004 г.).

В главе дано обоснование необходимости и возможности исследования систем ТР с малым концентрационным шагом, х < 1 мол.% (0,250,5 мол.%); описан метод поиска морфотропной области в n-компонентных системах ТР.

В третьей главе представлено феноменологическое описание твердых растворов системы ЦТС в области морфотропного фазового перехода.

Вид экспериментально установленной фазовой х-Т диаграммы системы ЦТС позволяет при последующем полуколичественном анализе фазовых превращений и особенностей физических свойств этой системы считать, что коэффициент a1 зависит только от температуры (Т), тогда как коэффициент b1 является функцией только концентрации (х) компонент ТР:

б1= б1Т(Т-Т*) => Т = б1/ б1Т+ Т*; (1)

в1 = в1х (х - х*) => х = в1 / в1х*; (2),

где Т*- температура ФП, х*- концентрация, соответствующая ФП.

В свою очередь, наличие критической точки на линии фазовых переходов из кубической в ромбоэдрическую фазу свидетельствует о том, что константа б2 меняет знак в области положительных значений в1. Для удобства последующего анализа запишем б2 как функцию от б1, в1:

б2 = kбб1+ kвв1+ б20,

kб = 1/ б1Т; kв = 1/ в1х; б20= б2Т(Т-Т**) + б2х(х - х**).

Особые точки и линии ФД системы ЦТС представлены на рис. 1.

Рис. 1 Схематическая фазовая диаграмма системы ЦТС в плоскости a1,--b1.

Соотношения между коэффициентами и принятые интервалы их значений приведены ниже:

kбб1+ в1 (kв +1)+ б0 = 0, на линии б1 = 0, в1 > б0/(kв +1) = в*;

Пусть kв +1 > 0, тогда kв > -1;

Из 3) => 3kбб1+ 3kвв1+ 3б0+ в1 > 0, на линии б1= 0, (1+ 3kв1+ 3б0 > 0, это условие выполняется на некотором отрезке от в1=0 до в1**=-3б0/(1+3kв)= 0;

Пусть 1+ 3kв < 0, тогда в1< - 3б0/ (1+ 3kв), kв < -1/3. Тогда

-1 < kв < -1/3

Наличие особых линий б2 + в1 = 0 и 3б2 + в1 = 0 в изучаемой области фазовой диаграммы должно существенно сказаться на диэлектрических свойствах вещества. Рассмотрим, например, область Т- фазы. Для спонтанной поляризации и обратной диэлектрической восприимчивости из потенциала Ф = 1/2б1I1+1/4б2I12+1/4в1I2+1/6б3I13+дI3+c12I1I2 (3) получаем:

ч-1 = -2б1 (1-) ~ -2б1

В области же линии б2 + в1 = 0 имеем

ч-1 = -4б1.

Таким образом, если линия б2 + в1 = 0 действительно пересекается при изменении температуры, мы должны наблюдать в ее окрестности возрастание наклона в зависимости ч-1= f(T). Аналогично должны вести себя диэлектрические характеристики в Рэ- фазе вблизи линии 3б2 + в1 = 0. Такое поведение ч-1 как функции температуры установлены нами в дальнейшем в широкой области концентраций как для Т-, так и для Рэ- фазы. (см. гл. 4).

Из общих симметрийных соображений и термодинамического анализа следует, что получить термодинамически устойчивые решения для моноклинной фазы, можно только сохранив в термодинамическом потенциале члены 8-го порядка по компонентам вектора поляризации. Добавили к потенциалу (3) член вида kI2.

При наличии особых линий на фазовой диаграмме системы ЦТС моноклинная фаза устойчива (по меньшей мере, метастабильна).

Таким образом на фазовой диаграмме системы ЦТС между Рэ- и Т- фазами может существовать одна (или более) промежуточных фаз.

В четвертой главе приведены экспериментальные результаты исследования бинарных систем ТР (1-х) PbZrO3 - x PbTiO3 (ЦТС) и (1-х) PbNb2/3Mg1/3O3 - x PbTiO3 (PMN-PT).

На рис. 2 приведены фазовые х-Т-диаграммы систем ЦТС (а) и PMN-PT (б) (изотермический разрез при Т = 25 С), а на рис. 2 - концентрационные зависимости структурных (в, г) и электрофизических характеристик (д, е) ТР.

Рис. 2(а) Фазовая x - T диаграмма системы PbTixZr1-xO3 (ЦТС) (изотермический разрез при Т = 25 оС). Локализация фаз, фазовых состояний, морфотропных областей,областей сосуществования фазовых состояний:

Характерным для обеих систем является формирование фазовых состояний в однофазных ТР; областей их сосуществования с постоянством объема элементарной ячейки; сложная морфология области ромбоэдрически (Рэ) - тетрагонального (Т) перехода, содержащей две промежуточные фазы, идентифицированные нами (в силу очень слабых расщеплений линий) в системе ЦТС как псевдокубические (ПСК1, ПСК2), в системе PMN-PT - как ПСК1 и моноклинная (М) (аm = 4,023 Е, bm = 4,002 Е, cm = 4,0Е, = 90,18); распад последней при измельчении образцов на две (или три) фазы (Рэ, Т, М); чрезвычайная изрезанность концентрационных зависимостей электрофизических параметров с абсолютными экстремумами величин в окрестности Рэ-Т перехода и с относительными - при смене фазовых состояний.

Рис. 2(б) Фазовая х - Т диаграмма системы (1-x)PbNb2/3Mg1/3O3-xPbTiO3 (PMN-PT) (изотермический разрез при Т = 25 оС).

Локализация фаз, фазовых состояний, морфотропных областей, областей сосуществования фазовых состояний:

Наблюдающиеся явления можно описать в рамках реальной (дефектной) структуры объектов, связанной с переменной валентностью ионов титана, бесконечно-адаптивной структурой TiO2, образованием, упорядочением и поворотами протяженных дефектов - плоскостей кристаллографического сдвига, пространственной неоднородностью керамик, особенно в областях фазовых превращений. В системе ЦТС вблизи перехода в неполярную кубическую (К) фазу обнаружена область, характеризующаяся слабыми искажениями и температурно-временной нестабильностью кристаллической структуры ТР ("область нечеткой симметрии", ОНС), сдвигающаяся в сторону более высоких температур и сужающаяся по мере обогащения системы титанатом свинца (рис. 3). Полная фазовая х-Т диаграмма системы приведена на рис. 4.

Рис. 3 (а) Фазовая диаграмма твердых растворов системы ЦТС в интервалах концентраций x = 0.37ч0.57, температур Т = 260 оС ч 600оС.

В этой же системе выделяются три концентрационные области, различающиеся значениями скачка объема ячейки ДV на линии переходов ОНС>К: при ~ 0.20 ? х ? 0.45 величины ДV не превышают погрешностей измерения (±0.05Е3), то есть практически отсутствуют, что свидетельствует о второродности здесь ФП в СЭ-фазу; в интервале 0.45 < x < 0.50 наблюдаются колебания ДVОНС от 0 до -0.2 Е3 , что может говорить о некотором смешанном состоянии ТР, предваряющем ФП I рода, которые реализуются при х~0.5; выше х~0.5 ФП первородны (ДV > ±0.05Е3).

Рис. 3 (б) Ширина “области нечеткой симметрии”.

Рис. 4 Фазовая диаграмма твердых растворов системы ЦТС в широких интервалах концентраций x = 0.37ч0.57, температур Т = 25 оС ч 600оС.

Рис. 5. Зависимость скачка объема ДV от содержания PbTiO3.

В работе рассмотрены возможные причины смены "родности" перехода при х ~ 0,5, появления смешанного состояния, а также существования при х 0,49 вблизи ~ 300 С некоторой структурной неустойчивости, сопровождающейся аномалиями в поведении параметров ячейки ТР и их диэлектрических свойств.

Наблюдаются три температурные (25oС ? Т < 270oС; 270oС ? Т < 360oС; 360oС ? Т ? 500oС) области зависимостей обратной диэлектрической проницаемости. Появление этих областей можно объяснить в рамках термодинамической теории, развитой в главе 3.

Установлено немонотонное поведение фундаментальных характеристик ТР, что связывается с проявлением эффекта топохимической памяти веществ об их низкотемпературных модификациях. Эффект заключается в сохранении в высокотемпературной кубической фазе остаточных механических напряжений на границах фаз и фазовых состояний, формирующихся в процессе приготовления керамик.

В пятой главе рассмотрены трехкомпонентные системы с участием ЦТС.

Основу анализируемых систем составили ТР вида Pb(TixZr1-x)O3 - Pb(B1-B")O3. В качестве третьих компонентов использованы BaW1/3Bi2/3О3 (сегнетоэлектрик с температурой Кюри 450 С) и гипотетические соединения, не существующие в самостоятельной кристаллической форме, "SrW1/3Bi2/3O3" и "PbNb1/2Bi1/2O3". Проведено стехиометрическое и сверхстехиометрическое модифицирование ТР элементами Sr и Ge. Выбор указанных третьих компонентов и модификаторов обусловлен прогнозируемой возможностью реализации в системах высоких значений Тс, характерных для висмутовых соединений, и пьезоэлектрических параметров, обеспечиваемых "сегнетомягкими" катионами Ba и Sr, а также улучшения технологичности объектов за счет образования низкоплавких Ge-содержащих эвтектик.

Так как в указанных системах содержание третьих компонентов невелико, их фазовые диаграммы должны быть близки к диаграмме базовой системы ЦТС. В связи с этим выбранный интервал вариации х обеспечит образование ТР в области Рэ-Т перехода, что хорошо видно из рис. 6 (а,б), на которых представлены концентрационные зависимости структурных параметров ТР анализируемых систем.

Так же, как и в системе ЦТС, в тройных системах ТР в морфотропной области наряду с Рэ и Т-фазами образуются ТР более низкой симметрии, формирующие промежуточную фазу, идентифицированную нами, в виду слабого разрешения соответствующих рентгеновских линий, как ПСК. Отличием от системы Pb(TixZr1-x)O3 является возникновение только одной промежуточной фазы, а также расслоение ТР внутри (а не вне, как в системе ЦТС) области морфотропного перехода на несколько тетрагональных и ромбоэдрических фазовых состояний, отличающихся, соответственно, отношением параметров с/а и углом . После длительной выдержки в течение 24 часов эффект расслоения проявляется более четко. (Рентгенографически определяются два типа ТР с отличающимися параметрами Т-ячейки.)

Рис.6 (а) Концентрационные зависимости структурных характеристик твердых растворов системы 0.98 Pb(TixZr1-x)O3-0,02BaW1/3Bi2/3O3 (слева), 0,98 Pb(TixZr1-x)O3-0,02 “SrW1/3Bi2/3O3“ (справа). (aT (1, 1), сТ (2,2); VT (3, 3); T (4, 4); Т (5, 5), Рэ (6, 6), ПСК (7, 7).

Рис.6 (б) Концентрационные зависимости структурных характеристик твердых растворов системы 0.98Pb(TixZr1-x)O3-0.02”Pb(Nb1/2Bi1/2)O3”, полученных при Тсп = 1200 єС (справа); Тсп. = 1180 єС (слева) (aT (1, 1), сТ (2,2); VT (3, 3); T (4, 4); Т (5, 5), Рэ (6, 6), ПСК (7, 7)

Рис.7 (а) Концентрационные зависимости электрофизических характеристик твердых растворов системы 0.98 Pb(TixZr1-x)O3-0,02BaW1/3Bi2/3O3 (слева), 0,98 Pb(TixZr1-x)O3-0,02 “SrW1/3Bi2/3O3“ (справа) (1 - Тс, 2-33T/0, 3 - /0, 4 - Кр , 5 - d31, 6 - QM, 6 - tg).

Рис.7 (б) Концентрационные зависимости электрофизических характеристик твердых растворов системы 0.98Pb(TixZr1-x)O3-0.02Pb(Nb1/2Bi1/2)O3, полученных при Тсп = 1200 єС (справа); Тсп. = 1180 єС (слева).

На рис. 7 (а, б) показаны изменения электрофизических характеристик ТР рассматриваемых систем от состава.

Обращает на себя внимание факт существования в ОМФП одного или двух участков постоянства (или очень малых изменений) структурных и электрофизических характеристик. Каждый из этих участков примыкает (или близко расположен) к границе перехода в однофазные области. Вне этих областей параметры ТР изменяются существенно при вариации составов, при этом экстремальными значениями электрофизических характеристик обладают ТР с максимальным содержанием промежуточной фазы.

Анализ полученных экспериментальных данных позволил выбрать оптимальные для практического применения ТР систем 0.98(Pb0.9727Sr0.0273)(TixZr1-x)O3-0.02”Pb(Nb1/2Bi1/2)O3”+1вес%PbO; 0.98(Pb0.9727Sr0.0273)(TixZr1-x)O3-0.02”Pb(Nb1/2Bi1/2)O3”+2вес%PbGeO.

Можно выделить группу ТР состава 0.98(Pb0,9727Sr0,0273)(Ti0,455Zr0,545)O3-0.02”Pb(Nb1/2Bi1/2)O3”+2вес%PbGeO с высокими температурами Кюри Тс (350С 360 С), достаточно высокими относительной диэлектрической проницаемостью 33Т/0 (?1500), пьезоэлектрическими параметрами Kp (0.57 0.58), |d31| (?100 пКл/Н) при низких диэлектрических (tg < 0.02) потерях, предназначенных для устройств, работающих в силовых режимах (пьезодвигателях, ультразвуковых излучателях и пр.).

Выделяется также область ТР состава 0,98Pb(Ti0,465Zr0,535)O3 - 0,02Ba(W1/3Bi2/3)O3 с высокими температурами Кюри Тс (? 360 С), пьезоэлектрическими параметрами Kp (~ 0.55), |d31| (100 пКл/Н) при средних значениях относительной диэлектрической проницаемости (33Т/0 ? 1300), низких диэлектрических (tg < 0.02) потерях, которые возможно использовать в качестве основы высокотемпературных преобразователей с широкой полосой пропускания, эксплуатируемых в среднечастотном диапазоне.

Шестая глава посвящена исследованию структуры, диэлектрических, пьезоэлектрических и упругих свойств ТР четырехкомпонентной системы 0.98(xPbTiO3-yPbZrO3- zPbNb2/3Mg1/3O3) - 0.02PbGeO3.

На рис. 8 представлен тетраэдр составов указанной системы, а на рис. 9 показан треугольник Гиббса (исследуемое сечение тетраэдра) с выделенными I - V - разрезами, соответствующими содержанию PbNb2/3Mg1/3O3 (I, II), PbZrO3 (III, IV) 5 и 10 мол. %, соответственно, и постоянному отношению концентраций PbNb2/3Mg1/3O3 и PbZrO3 (V).

Наиболее подробно в работе изучены физические свойства твердых растворов I, III и V разрезов системы, фазовые х-Т-диаграммы которых (при комнатной температуре) приведены на рис. 10 (а, б, в)

Как свидетельствуют полученные данные, фазовая картина в многокомпонентной системе (I, III разрез) упрощается: уменьшается количество фазовых состояний и промежуточных фаз в ОМФП по сравнению с системой ЦТС.Это, вероятно, является следствием нескольких причин:

· формирования блочного каркаса из плоскостей кристаллографического сдвига, препятствующего их поворотам и, как следствие, генерации фазовых состояний, при введении Nb-содержащего компонента PbNb2/3Mg1/3O3;

· влияния PbZrO3 с меньшим, чем в PbTiO3 и PbNb2/3Mg1/3O3,числом вакансий, сдерживающим, в результате этого, появление плоскостей кристаллографического сдвига;

· уменьшения содержания Ti- содержащего компонента (PbTiO3)- основного источника появления таких плоскостей.

Рис.8 Тетраэдр составов системы 0.98(xPbTiO3-y PbZrO3- zPbNb2/3Mg1/3O3) - 0.02PbGeO3

Рис.9 Треугольник Гиббса системы 0.98(xPbTiO3-y PbZrO3- zPbNb2/3Mg1/3O3) - 0.02PbGeO3

Рис. 10 (а) Фазовая х-Т диаграмма твердых растворов I разреза системы 0.98(xPbTiO3-y PbZrO3- zPbNb2/3Mg1/3O3) - 0.02PbGeO3 (изотермический разрез при Т = 25 оС)

Локализация фаз, фазовых состояний, морфотропных областей, областей сосуществования фазовых состояний:

Рис. 10 (б) Фазовая х-Т диаграмма твердых растворов III разреза системы 0.98(xPbTiO3-y PbZrO3- zPbNb2/3Mg1/3O3) - 0.02PbGeO3 (изотермический разрез при Т = 25 оС).

Локализация фаз, фазовых состояний, морфотропных областей, областей сосуществования фазовых состояний:

Рис 10 (в). Фазовая х-Т диаграмма твердых растворовV разреза системы 0.98(xPbTiO3-y PbZrO3- zPbNb2/3Mg1/3O3) - 0.02PbGeO3 (изотермический разрез при Т = 25 оС).

Локализация фаз, фазовых состояний, морфотропных областей, областей сосуществования фазовых состояний:

При введении в бинарные системы (1-х) PbZrO3 - хPbTiO3 (ЦТС)и (1-х)PbNb2/3Mg1/3O3- хPbTiO3 (PMN-PT) небольших (~5мол.%)количеств третьих компонентов (в ЦТС - PbNb2/3Mg1/3O3, PMN-PT - PbZrO3 ) область Рэ >Т перехода сдвигается в сторону уменьшения концентрации PbTiO3, то есть Рэ фаза становится менее устойчивой, что обусловлено ужестчением ТР из-за их меньшей дефектности.

ТР разреза V системы резко отличаются от I-го и III-го разрезов: число фазовых состояний и промежуточных фаз в них не меньше, чем в системе ЦТС. Это может быть следствием специфического положения ТР этого разреза на фазовой диаграмме системы PbZrO3 - PbTiO3- PbNb2/3Mg1/3O3: луч, проведенный из «угла» PbTiO3, пересекает трехфазную область, содержащую, кроме Рэ и Т- ой фаз, кубическую (К) фазу. Количество этой фазы невелико (в условиях нашего эксперимента мы ее не идентифицировали), но она, вероятно, дает свой вклад в генерацию дефектов, свойственных морфотропным областям.

С уменьшением дефектности ТР связана и меньшая изрезанность фазовых диаграмм систем и зависимостей электрофизических характеристик ТР от состава.

Анализ результатов измерения электрофизических характеристик ТР позволил выбрать группы ТР, перспективных для практических применений:

· твердые растворы состава 0.98(0,41PbTiO3- 0,295PbZrO3- 0,295PbNb2/3Mg1/3O3) - 0.02PbGeO3, характеризующиеся достаточно высокими значениями температуры Кюри Тс? 300 С, относительной диэлектрической проницаемости (поляризованных образцов) 33Т/0 =2100, пьезомодулей |d31| = 150 пКл/Н, d33= 345 пКл/Н, пьезочувствительности |g31| = |d31|/е33T= 8.1 мВ/Н и удельной чувствительности d33/(е33T)1/2 = 8 пКл/Н, (учитывающей внутреннее сопротивление приемника ультразвука), перспективные для работы как на нагрузку, так и в режиме холостого хода преобразователей, эксплуатируемых в среднечастотном диапазоне;

· твердые растворы состава 0.98(0,11PbTiO3-0,05 PbZrO3- 0,84PbNb2/3Mg1/3O3) - 0.02PbGeO3, которые характеризуются высокой пьезодеформацией ж33max~2.0 мкм при Е = 10.0 кВ/см, что делает их незаменимыми в устройствах, где требуются большие, управляемые электрическим полем, микроперемещения (порядка нескольких или десятков микрометров).

Основные результаты и выводы

1. Получены в виде керамик твердые растворы

· бинарных систем состава

(1-х) PbZrO3 - x PbTiO3 (ЦТС),

(1-х) PbNb2/3Mg1/3 - x PbTiO3 (PMN-PT);

· тройных систем состава

Pb(TixZr1-x)O3 - Ba(W1/3Bi2/3)O3,

Pb(TixZr1-x)O3 - "Sr(W1/3Bi2/3)O3",

Pb(TixZr1-x)O3 - "Pb(Nb1/2Bi1/2)O3,

(Pb1-ySry)(TixZr1-x)O3 - "Pb(Nb1/2Bi1/2)O3",

(Pb1-ySry)(TixZr1-x)O3 - "Pb[(Nb1/2Bi1/2)1-zGez]O3";

· четырехкомпонентой системы состава

0,98 (х PbTiO3 - y PbZrO3 - z PbNb2/3Mg1/3O3) - 0,02 PbGeO3.

Комплексно исследованы их структура и электрофизические свойства.

2. Установлены закономерности изменения физических свойств ТР изученных систем в широком интервале концентраций компонентов и температур.

3. Показано, что при детальном (исследовательский концентрационный шаг х = 0,00250,0050) изучении керамик бинарных ((1-х) PbZrO3 - x PbTiO3 (ЦТС), (1-х) PbNb2/3Mg1/3 - x PbTiO3 (PMN-PT)) и на их основе n-компонентых (n = 34) систем твердых растворов обнаруживаются области внутри формирования одной фазы, в которых имеет место качественно-количественное различие в поведении кристаллографических (параметры ячейки) и термодинамических (отклик на внешние воздействия - диэлектрическая проницаемость, модули упругости и т.д.) свойств, а также участки сосуществования таких фазовых состояний, характеризующиеся постоянством структурных параметров.

4. Выдвинуто несколько причин, ответственных за появление фазовых состояний и связанных с кристаллохимическими особенностями структуры анализируемых ТР:

· переменная валентность ионов титана;

· бесконечно адаптивная структура оксида TiO2;

· образование, упорядочение и повороты плоскостей кристаллографического сдвига;

· специфическое строение PbTiO3 (типа внутреннего твердого раствора, или автоизоморфного вещества) с большим количеством вакансий в А- и О-подрешетках.

5. Переход из ромбоэдрической в тетрагональную фазу происходит не напрямую, а через одну или две промежуточные фазы, возникновению которых, предсказанному в рамках феноменологической теории фазовых переходов, благоприятствует и дефектная ситуация, развивающаяся в твердых растворах из этой области. Обнаруженная в системе PMN-PT одна из промежуточных фаз - моноклинная - неустойчива, так как при измельчении образцов она разрушается с образованием двух или трех фаз (Т, Рэ, М). В многокомпонентных системах область Рэ-Т перехода сдвигается в сторону уменьшения концентрации PbTiO3, что, вероятно, обусловлено ужестчением твердых растворов из-за их меньшей дефектности.


Подобные документы

  • Изучение электропроводности твердых растворов ферритов. Анализ результатов опыта, которые позволяют утверждать, что в исследованных твердых растворах системы CoXMn1-XS реализуются переходы типа металл-диэлектрик как по температуре, так и по концентрации.

    реферат [1,8 M], добавлен 21.06.2010

  • Кристаллическая структура и полупроводниковые свойства карбида кремния и нитрида алюминия. Люминесцентные свойства SiC и твердых растворов (SiC)1-x(AlN)x. Технологическая установка для выращивания растворов. Электронный микроскоп-микроанализатор ЭММА-2.

    дипломная работа [175,9 K], добавлен 09.09.2012

  • Решение экспериментальных задач по определению плотности твердых веществ и растворов, с различной массовой долей растворенного вещества. Измерение плотности веществ, оценка границ погрешностей. Установление зависимости плотности растворов от концентрации.

    курсовая работа [922,0 K], добавлен 17.01.2014

  • Расчет пределов существования твердых растворов со структурой перовскита в системе. Установление закономерностей температурно-частотных зависимостей характеристик диэлектрического отклика. Характер частотной зависимости составляющих электропроводности.

    реферат [1,1 M], добавлен 26.06.2010

  • Термодинамические свойства растворов. Химический потенциал чистого компонента. Построение диаграмм плавкости квазирегулярных растворов. Параметры взаимодействия жидких и твердых растворов. Нахождение температурной зависимость энергии Гиббса реакции.

    контрольная работа [212,6 K], добавлен 03.01.2016

  • Физическая интерпретация свойств решений эволюционных уравнений, описывающих амплитудно-фазовую модуляцию нелинейных волн. Основные принципы нелинейных многоволновых взаимодействий. Теория нормальных форм уравнений, резонанс в многоволновых системах.

    реферат [165,9 K], добавлен 14.02.2010

  • Изучение свойств пористых материалов. Исследование изменения диэлектрических характеристик и температуры фазового перехода сегнетовой соли и триглицинсульфата, внедрённых в Al2O3. Получение оксидных плёнок с нанометровыми порами анодированием алюминия.

    дипломная работа [3,2 M], добавлен 28.09.2012

  • Жидкая и газообразная фазы вещества. Экспериментальное исследование Томаса Эндрюса фазового перехода двуокиси углерода. Взаимодействие молекул друг с другом и давление фазового перехода. Непрерывность газообразного и жидкого состояния вещества.

    презентация [306,3 K], добавлен 23.04.2013

  • Общая характеристика и свойства цирконата-титаната свинца, оценка перспектив его применения для изготовления электрооптических модуляторов и переключателей, ультразвуковых измерительных преобразователей и гидролокаторов, гидрофонов, зуммеров и звонков.

    реферат [21,6 K], добавлен 24.06.2010

  • Расчет фазового равновесия системы жидкость–пар бинарных и многокомпонентных смесей. Определение параметров их теплофизических свойств. Термодинамические основы фазового равновесия растворов. Теория массопередачи при разделении смеси методом ректификации.

    контрольная работа [1,4 M], добавлен 01.03.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.