Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) Часть 2)

поляризацию. Однако размер зерна не является единственным фактором, определяющим свойства. Максимальные значения s ^ / s 0 и |d311для керамик I и II достигаются при различной температуре. Для керамики I, приготовленной из более грубого порошка, она составляет примерно 1200 0С, а для керамики II — 1000—1050 0C. Ухудшение свойств последней с ростом температуры спекания связано с испарением оксида свинца из заготовки при нагреве. При одинаковых условиях формовки и спекания потери PbO определяются удельной поверхностью порошков. Испарение PbO приводит к выпадению из твердого раствора части ZrO2 и сдвигу состава от МФГ в сторону тетрагональной фазы, что сопровождается ухудшением свойств. Наличие максимумов на зависимостях Sj3 / s 0 и |d31| от температуры спекания объясняется наличием двух противоположных тенденций в динамике функциональных параметров, проявляющихся с ростом температуры. Положительная тенденция связана с увеличением размера зерна, а отрицательная — с ростом потерь PbO. В исследованном диапазоне температур отсутствуют заметные изменения коэффициента электромеханической связи для планарной моды колебаний, механической добротности и упругой податливости. Керамика, полученная из более тонкого порошка, имеет меньшие диэлектрические и механические потери и пониженную упругую податливость, т. е. проявляет более сегнетожесткие свойства. Рассмотрим возможность низкотемпературного спекания материала 0,98(Pb0,86Sr0,i0Ba0,04)(Zr0,555Ti0,445)O3 + 0 , 0 2 BiNii/ 4 Wi /3 0 3 (ЦТССт-2) [5, 6], отличающегося от ЦТС-19 более высокими значениями диэлектрической проницаемости и пьезомодулей, а также более низкой точкой Кюри (Tc = 1900C) и относящегося к типу VI [3]. ЦТССт-2 содержит в позиции A перовскитовой ячейки заметное количество ионов щелочноземельных элементов, необходимых для снижения точки Кюри и повышения диэлектрической проницаемости при комнатной температуре. Из-за высокой температуры разложения карбонатов бария и стронция при традиционной схеме из простых оксидов (карбонатов) сложно обеспечить полноту синтеза материала. В настоящей работе вначале синтезировали твердый раствор Ba 0 , 286 Sr 0 , 7 i 4 TiO 3 . Температура синтеза — 1150 0С, время выдержки— 4 ч. Смешение шихты, состоящей из Ba0,286Sr0)714TiO3 и остальных простых оксидов, включая добавку 1 % вес. PbO на испарение, осуществлялось в барабанной мельнице в течение 48 ч, после чего порошок подвергался 2 ч помолу в планетарной мельнице. После обжига при 850 0С (4 ч) фазовый состав соответствует МФГ при равном соотношении тетрагональной и ромбоэдрической фаз. Предназначенный для спекания порошок получали помолом в барабанной мельнице (образец III). Часть порошка дополнительно обрабатывалась 2 ч в планетарной мельнице (образец IV), при этом средний размер агломерата Da был уменьшен с 2,41 до 0,36 мкм. Описанный способ позволяет получать плотную керамику начиная с 1000 0С. Снижение размера агломерата не приводит к расширению диапазона спекания. Как и для ЦТС-19, керамика, полученная из порошка с большей удельной поверхностью, отличается меньшим зерном. Для ЦТССт-2 в исследованном диапазоне спекания наблюдается большая вариация размера зерна керамики (в 5 раз) по сравнению с ЦТС-19 (в 3 раза). Условия поляризации и измерения свойств ЦТССт-2 аналогичны уже описанным. На рис. 3. представлены зависимости s 33 / s 0 и d31 от температуры спекания. 1000 1050 Рис. 3. Зависимость s 33 / s 0 (а) и пьезомодуля d 31 (б) керамики ЦТССт-2 от температуры спекания Керамика, полученная из высокодисперсного порошка, имеет меньшую s ^ / s 0и пьезоэлектрические свойства. То есть влияние потерь PbO на параметры остается существенным. Необходимые для практического использования свойства, соответствующие типу VI [3], достигаются лишь при 1100 0С, но приготовленный по описанной схеме ЦТССт-2 пригоден для формирования монолитных многослойных структур. Рассмотрим возможность низкотемпературного спекания еще более мягкого материала PbZr0,125Ti0,325(Ni1/3Nb2/3)0,55O3 (ЦТННС) с температурой Кюри 117 0С [7]. При синтезе ЦТННС в качестве прекурсора использовали NiNb 2 O 6 , полученный синтезом из NiO и Nb 2 O 5 при 1000 0С (4 ч). После добавления PbO, ZrO 2 и TiO 2 и смешения в низкоскоростной барабанной мельнице порошок подвергался 2 ч помолу в планетарной мельнице. После синтеза при 850 0С (4 ч) фазовый состав порошка соответствует МФГ (образец V). Для 200 250 т ,0C т , C б а 609