Главная » Просмотр файлов » Автореферат

Автореферат (1090961)

Файл №1090961 Автореферат (Получение и электрофизические исследования новых высокотемпературных пьезоэлектрических твердых растворов и компонент с перовскитоподобными структурами)Автореферат (1090961)2018-01-18СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

На правах рукописиБЕХТИН Максим АндреевичПОЛУЧЕНИЕ И ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НОВЫХ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ ИКОМПОНЕНТ С ПЕРОВСКИТОПОДОБНЫМИ СТРУКТУРАМИСпециальность 05.27.06Технология и оборудование для производстваполупроводников, материалов и приборовэлектронной техникиАвтореферат диссертации на соискание ученой степеникандидата технических наукМОСКВА - 2016 год2Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего образования «Московский технологический университет» (МИРЭА)Научный руководитель: Буш Александр Андреевич – доктор технических наук,директор НИИ материалов твердотельной электроники Федерального государственногобюджетного образовательного учреждения высшего образования «Московский технологический университет» (МИРЭА) Министерства науки и образования РФ.:Официальные оппоненты:Политова Екатерина Дмитриевна - доктор физико-математических наук, профессор, заведующая лабораторией «Лаборатория оксидных материалов» Научно- исследовательского физико-химического института им.

Л.Я. Карпова.Шалдин Юрий Витальевич - кандидат физико-математических наук, ведущийнаучный сотрудник «Лаборатории высокотемпературной кристаллизации» Федерального государственного бюджетного учреждения науки «Институт кристаллографии им.А.В. Шубникова» РАН.Ведущая организация: Южный федеральный университет, г. Ростов-на-Дону.Защита состоится «__» _________ 2016 г.

в __ часов __ мин. на заседанииДиссертационного совета Д212.131.02 при Московском технологическом университете(МИРЭА) по адресу: 119454, г. Москва, проспект Вернадского, д. 78.Автореферат диссертации размещен на сайте МИРЭА www.mirea.ru.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИРЭААвтореферат разослан «__» ____________ 2016 г.Ученый секретарь диссертационного совета Д212.131.02д.ф.-м. н., доцентЮрасов А.Н.3Общая характеристика работыАктуальность темы. Пьезокерамические материалы играют важную роль в развитии современной электронной техники и фундаментальных научных исследований. Онинаходят широкое применение при создании разнообразных пьезо- и пироэлектрических преобразователей, акустооптических модуляторов и др.

Расширение областей применений таких материалов и повышение требований к их электрофизическим и механическим характеристикам, воспроизводимости свойств, диапазону рабочих температур и другим параметрамвызывают потребность в оптимизации технологий получения известных пьезоматериалов, вразработке новых материалов с улучшенными характеристиками и с разнообразными сочетаниями физико-химических и физических свойств [1 - 4].Важнейшими задачами в области технологии пьезокерамических материалов являются создание высокоэффективной пьезокерамики, способной работать при более высоких температурах, чем широко используемая в настоящее время керамика на основесистемы титанат-цирконат свинца (PbZr1-xTixO3 - ЦТС, до ~500 К), а также разработкасегнетомагнитной пьезокерамики.

Решение этих задач базируется на использовании сегнетоэлектрических твердых растворов с высокими температурами точки Кюри – Tc иподходящих сегнетомагнетиков.В последние годы активно разрабатывается новая высокотемпературная пьезокерамика и сегнетомагнитная керамика на основе твердых растворов (1-x)BiScO3·xPbTiO3 –BS·xPT (Tc~700 K), Bi-содержащих соединений со слоистой перовскитоподной структурой(ВСПС) – Bi2O2An-1BnO3n-1, A=Ca, Ba, ..., B=Nb, Ti, … (Tc~>900 K), сегнетомагнитных фазтипа BiFeO3, PbFe2/3W1/3O3. Твердые растворы BS·xPT, составов близких к морфотропнойфазовой границе (МФГ) между их ромбоэдрической и тетрагональной фазами (х=0,64), характеризуются пьезомодулями, сопоставимыми по величине (d33~500 пКл/Н) с пьезомодулями ЦТС, при этом их Tc превосходит Тс ЦТС на ~100 K, что позволяет повысить температурный диапазон их использования.

Керамика на основе ВСПС характеризуются рекордновысокой стабильностью пьезоэлектрических и диэлектрических параметров в широком интервале температур (70-900 К) и давлений (0,001 Па - 300 МПа), благодаря тому, что их точка Кюри Тc, лежащая выше 900 К, значительно превышает значения Тc керамики ЦТС.Для повышения эффективности использования новой пьезокерамики, повышенияее термостабильности ведутся исследования по оптимизации пьезоэлектрических, проводящих, диэлектрических, механических и других свойств керамики путем модифи-4цирования ее составов и технологических параметров синтеза.

Важное значение приэтом имеют исследования, направленные на раскрытие причин возникновения высокойпьезоактивности, механизмов проводимости и диэлектрической поляризации.В этой связи тема диссертационной работы, посвященная изучению влияния добавок различных атомов и компонент на структурные, диэлектрические, пьезо- и пироэлектрические свойства керамики твердых растворов BS·xPT и ВСПС (Bi3TiNbO9,Bi2CaNb2O9, Bi2,5Na0,5Nb2O9), разработке новых сегнетомагнитных компонент пьезоэлектрических систем на основе BiFeO3, PbFe2/3W1/3O3, является актуальной, как снаучной, так и с прикладной точек зрения.Исследования по диссертационной работе проводились в рамках: программ Минобрнауки РФ «Развитие научного потенциала высшей школы», 2008 – 2011 гг.

(НИР «Новыематериалы с особыми физическими свойствами: получение, структура, свойства и возможности практического применения в электронике и информатике»); НИР «Получение, структура, свойства и возможности практического применения новых сверхпроводящих, магнитоэлектрических, сегнетоэлектрических и родственных фаз», проводимой в МИРЭА по государственному заданию Минобрнауки РФ 2012 - 2015 гг.; грантов РФФИ 12-02-00960, 1302-12416-офи-м2, 15-02-04647 по разделу 02-206 «Сегнетоэлектрики и диэлектрики».Цель работы и задачи исследований. Целью настоящей работы являлось получение, изучение структуры, диэлектрических, пьезо- и пироэлектрических свойств новой высокотемпературной термостабильной пьезокерамики с высокими характеристиками и сегнетомагнитных компонент для нее на основе сложнооксидных фаз и твердых растворов сперовскитоподбоной структурой; определение влияния на свойства пьезокерамики вариаций химического состава, температуры, режимов синтеза, термообработки и поляризации.Основными задачами исследований, проводимых для достижения цели, являлись:а) физико-химические исследования рассматриваемых оксидных систем, направленные на обоснование выбора оптимальных методов и технологических режимов синтеза образцов пьезоэлектрических фаз с перовскитоподобными структурами на основеBS·xPT, ВСПС, PbFe2/3W1/3O3, BiFeO3.б) синтез керамических образцов пьезоэлектрических фаз со структурой перовскита ислоистого перовскита в рассматриваемых системах и новых твердых растворов на их основе;в) получение данных об особенностях структурных, диэлектрических, пьезоэлектрических, пироэлектрических и магнитных свойств образцов, о влиянии на них5различных технологических факторов - вариаций химического состава, метода и режима синтеза, термообработки образцов и др.Объекты исследований.

Объектами исследований являлись:1. Пьезокерамика систем (1-2x)BiScO3·xPbTiO3·xPbMg1/3Nb2/3O3 - BS·xPT·xPMN,0,30≤x≤0,46 и (1-x)BiScO3·xPbTiO3·yMOz - BS·xPT·yMOz, 0,63≤x≤ 0,65, M=Mn, Ni, Cr,0≤y<0,02. Выбор этих систем обусловлен тем, что в них образуются твердые растворы,превосходящие по пьезоэлектрическим характеристикам широко используемую пьезокерамику семейства ЦТС, и их недостаточной изученностью.2. Допированные различными атомами висмут-содержащие соединения со слоистойперовскитоподобной структурой Bi3TiNbO9, Bi2CaNb2O9 и Bi2,5Na0,5Nb2O9, относящиеся ксегнетоэлектрикам с рекордно высокой Tc (Tc>1000 K).3.

Твердые растворы (1-x)BiFeO3·xPbFe2/3W1/3O3 - BFO·xPFWO, 0≤x≤1 и Pb(Fe1xMnx)2/3W1/3O3,- P(F,M)WO, 0≤x≤0,8, составные компоненты которых являются сегнетомаг-нетиками с высокими температурами Кюри и Нейля (Tc=1123 K, TN=643 K - BFO, Tc=178 K,TN=363 К - PFWO, Tc=473 K, TN=203 K – PMWO). Интерес к данным системам вызван возможностью создания на их основе высокотемпературной сегнетомагнитной пьезокерамики, атакже использования ее в качестве составных компонент новых пьезоэлектрических систем.Научная новизна.

В работе получен ряд новых научных результатов, основнымииз них являются:1. Определены условия синтеза высокоплотных керамических образцов твердых растворов со структурой перовскита в системах (1-2x)BiScO3·xPbTiO3·xPbMg1/3Nb2/3O3 –BS·xPT·xPMN, 0,30≤х≤0,46 и (1-x)BiScO3·xPbTiO3·yMOz - BS·xPT·yMOz, M=Mn, Ni, Cr,0,63≤x≤0,65, 0≤y≤0,02; уточнено положение морфортропной фазовой границы в системеBS·xPT·xPMN (х=0,40) между ромбоэдрическими и тетрагональными твердыми растворами.2. Получены новые данные о влиянии добавок MnO2, Ni2O3, Cr2O3 на структурные,диэлектрические, пьезо- и пироэлектрические характеристики образцов BS·xPT·yMOz, установлено, что введение в них ~0,5 масс.% добавок Mn или Cr понижает примерно на порядокдиэлектрические потери образцов с сохранением высоких значений пьезомодуля (d33=400пКл/Н) и точки Кюри (Tc~700 K).

Выявлена электретная составляющая поляризации пьезокерамики BS·xPT·yMOz, оказывающая существенное влияние на результирующие пьезоэлектрические свойства, их временную и температурную стабильность.3. Выявлены и изучены сегнетоэлектрические-релаксорные свойства образцов6BS·xPT xPMN с 0,30<х≤0,42, которые проявляются в наличии широкого максимума натемпературной зависимости диэлектрической проницаемости при Tm=385–440 К, положение которого смещается с частотой в сторону высоких температур; узких ненасыщенных петель диэлектрического гистерезиса; индуцированного электрическим полемперехода в сегнетоэлектрическое состояние (при 320 К для Е=2,0 кВ/см, х=0,42) и обратного перехода при нагреве керамики (при Tc=345 К для х=0,42). Сделано заключение о том, что принадлежность BS·xPT·xPMN к сегнетоэлектрикам-релаксорам во многом определяет особенности их диэлектрических, пьезо- и пироэлектрических свойств.4.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов диссертации

Свежие статьи
Популярно сейчас
А знаете ли Вы, что из года в год задания практически не меняются? Математика, преподаваемая в учебных заведениях, никак не менялась минимум 30 лет. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6390
Авторов
на СтудИзбе
307
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее