Geum.ru

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

Вид материалаАвтореферат
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6





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 (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:

I: .0.23 < x ≤ 0.24 Рэ1 +Рэ2

II: 0.24 < x ≤ 0.29 Рэ2

III: 0.29 < x ≤ 0.31 Рэ2 +Рэ3

IV: 0.31 < x ≤ 0.32 Рэ3

V: 0.32 < x ≤ 0.34 Рэ3+Рэ4

VI: 0.34 < x ≤ 0.36 Рэ4+М
VII: 0.36 < x ≤ 0.39 Рэ4+М+Т1+ПСК

VIII: 0.39 < x ≤ 0.4 М+Т1+ПСК

IX: 0.4 < x ≤ 0.42 Т1+ПСК

X: 0.42 < x ≤ 0.44 Т1

XI: 0.44 < x ≤ 0.45 Т1+Т2

XII: 0.45 < x ≤ 0.52 Т2

Фазы: Рэ, М, ПСК, Т (всего 4)

Фазовые состояния Рэ1, Рэ2, Рэ3,Рэ4 Т1, Т2 (всего 6)
Морфотропные области МО (=) (всего 4)

Области между фазовыми состояниями: ОСФС1, ОСФС2, ОСФС3, ОСФС4 (всего 4)






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|/ε33T= 8.1 мВ/Н и удельной чувствительности d33/(ε33T)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 ζ33max~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).