Труды КНЦ (Технические науки вып.1/2022(13))

На температурных зависимостях диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь (см. рис. 1 ) наблюдаются характерные максимумы (аномалии), соответствующие фазовым переходам. При изменении частоты прилагаемого электрического поля значения s' изменяются, однако температуры максимумов остаются неизменными во всем интервале прилагаемых частот. Наличие максимумов на кривой температурной зависимости тангенса угла диэлектрических потерь также является свидетельством происходящих фазовых переходов, и в работе [ 1 ] это явление объясняется движением заряженных стенок доменов. Как видно из графиков (см. рис. 1), при комнатной температуре наблюдается «скат» на кривых s'(T)- и tg5(7)-зависимостей у всех исследуемых СЭ ТР Li0,03Na0,97TayNb1-yO3 со структурой перовскита, что объединяет данные объекты исследования. Подобные аномалии в области комнатных температур при электрофизических измерениях также наблюдались и ранее [ 6 , 7] у ряда схожих сегнетоэлектрических ТР, полученных на основе ниобата натрия. Авторы никак не интерпретировали данную аномалию, лишь отмечали, что данный максимум характеризуется высокой дисперсией и при термоциклировании его интенсивность снижается. Исследования методом просвечивающей электронной микроскопии показали, что NaNbO 3 при комнатной температуре является гетерогенной системой как в фазовом, так и в доменном отношениях [ 8 ]. В [ 8 ] установлено, что в области существования R-фазы имеется две промежуточные фазы R 1 и R 2 . При повышении температуры P -фаза переходит в Rl-фазу. Этот переход является переходом первого рода. Фаза R 1 затем переходит в R 2 -фазу. Также в NaNbO 3 обнаружен ряд дополнительных фазовых переходов (Q -Q 1 -Q 2 ) выше температуры фазового перехода в N-фазу [2, 8 , 9]. Однако природа фаз Q, Q 1 и Q 2 неизвестна. Соответственно, можно сделать предположение, что данная аномалия в области комнатной температуры может быть связана, скорее всего, с одним из следующих вариантов фазового перехода: Р ^ R 1 , N ^ Q или Р ^ Q. Однако в работе [ 8 ] было установлено, что NaNbO 3 претерпевает фазовый переход N ^ Q в области температур 310 К. Таким образом, более вероятно, что данная аномалия связана с фазовым переходом N ^ Q. В диапазоне низких и инфранизких частот при комнатной температуре наблюдается значительная дисперсия в спектре s'(®), при этом s' имеет достаточно высокие значения (рис. 1, а, б, д, е). В гетерогенных средах, таких как исследуемые СЭ ТР, значительная дисперсия диэлектрической проницаемости объясняется наличием областей высокой емкости — границы разных фаз в композите и границы электрод — композит. В связи с этим была изучена дисперсия диэлектрической проницаемости. Результат приведен на рис. 2, из которого видно, что глубина дисперсии огромна (шесть порядков). В области низких частот значения s' достигают ~ 10 7 для состава у = 0,3. Для керамики у = 0,1, 0,5 s' ~ 102, а у = 0,7 s' ~ 104. Дисперсия диэлектрической проницаемости наиболее сильно выражена для состава у = 0,3, а для образцов у = 0,1 и 0,5 значения не имеют сильной зависимости от частоты измерительного поля. Подобные высокие значения s' свойственны СЭ. Указанная значительная дисперсия диэлектрической проницаемости при наличии ионной проводимости в гетерогенных системах обычно обусловлена миграционной поляризацией по механизму Максвелла — Вагнера. Носители заряда накапливаются на границах компонента и дают вклад в поляризацию, то есть приводят к увеличению диэлектрической проницаемости материалов. В керамических материалах такой вклад пропорционален объему границ электрод — композит и спонтанной поляризации СЭ [9]. Данный эффект представляет большой интерес, поскольку его можно использовать для создания конденсаторов. Как известно из литературных источников [1], в СЭ ТР LixNal-xТауNbl-уOз имеется также морфотропная область в зависимости от концентрации тантала. В интервале 0,026 < у < 0,045 располагается морфотропная область где сосуществуют ромбическая (Р) и тетрагональная (Т) фазы. Диапазон сосуществования фаз имеет широкий предел, поскольку зависит от концентрации лития [1]. Как можно видеть из рисунков 1 и 2, наиболее аномальными свойствами обладает образец у = 0,3, чей состав находится сразу в двух МО. По мере увеличения температуры следующая аномалия наблюдается в диапазоне температур Т ~ 600-650 К (см. рис. 1). Наиболее ярко данный максимум выделяется у образца с минимальным содержанием тантала (см. рис. 1, б). С ростом концентрации тантала происходит снижение температуры, при которой он проявляется, снижается его интенсивность и увеличивается размытие. При у > 0,7 данная аномалия практически никак не проявляется на зависимостях в'(Т) и tg5(J) ( см. рис. 1, д и е). Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2022. Т. 13, № 1. С. 132-138. Transactions of the to la Science Centre of r A s . Series: Engineering Sciences. 2022. Vol. 13, No. 1. P. 132-138. © Корчагина К. А., Ефремов В. В., Щербина О. Б., Палатников М. Н., Алпатов Г. Е., Титов Р. А., 2022 135