Elektroceramika ferroelektryczna

Z notatki wydawniczej :

Niniejsza monografia, poświęcona pamięci Profesora Jerzego Ranachowskiego, prezentuje technologię otrzymywania i rezultaty badań wybranych materiałów z rodziny ferroelektryków tlenowo-oktaedrycznych o trzech typach struktur krystalicznych: perowskitu, tetragonalnego brązu wolframowego i warstwowej perowskitopodobnej strukturze zawierającej bizmut. Dla akustyka najbardziej interesującą część pracy stanowią rozdziały prezentujące obszary możliwych zastosowań otrzymywanych sensorów i przetworników piezoceramicznych.
Są wśród nich materiały do budowy pasmowych filtrów elektrycznych o wysokiej temperaturowej stabilności częstotliwości rezonansowej, wysokotemperaturowych przetworników do budowy detektorów emisji akustycznej, wysokoczułych sensorów wibracji i deformacji.


SPIS TREŚCI :

Wspomnienie o Profesorze Jerzym Ranachowskim (1926—2000)
Zygmunt Surowiak

Przedmowa
Ignacy Malecki

Wprowadzenie   
Zygmunt Surowiak

1. Złożone tlenki o strukturze typu perowskitu (TSP)
Evgeni G. Fesenko, Mikhail F. Kupriyanov, Zygmunt Surowiak

1.1. Wprowadzenie
1.2. Struktura idealnego perowskitu CaTiO3
1.3. Deformacje idealnej struktury perowskitu
1.4. Tlenkowe nadprzewodniki perowskitopodobne
1.5. Ferroelektryki o strukturze typu perowskitu (F-TSP)
1.5.1. Skład chemiczny i struktura atomowa
1.5.2. Warunki powstawania i trwałości
1.5.3. Systematyka
1.5.4. Powstawanie stanu ferroelektrycznego
1.5.5. Modelowe F-TSP
1.5.5.1. BaTiO3 (BT) i roztwory stałe typu BT
1.5.5.2. PbTiO3 (PT) i roztwory stałe typu PT
1.5.5.3. Pb(Zr1-xTix)O3 (PZT) i roztwory stałe typu PZT
1.5.6. Ceramiczne F-TSP o półprzewodnikowym i metalicznym przewodnictwie elektrycznym
1.5.6.1. Model teoretyczny
1.5.6.2. Eksperymentalna weryfikacja modelu teoretycznego
1.6. Podsumowanie   

2. Ferroelektryki o warstwowej strukturze perowskitopodobnej (BWPT)
Agata Lisińska-Czekaj, Dionizy Czekaj

2.1. Wprowadzenie
2.2. Struktura krystaliczna   
2.3. Krystalochemiczne kryteria powstawania i trwałości
2.3.1. Kryteria geometryczne
2.3.2. Kryteria strukturalne
2.4. Grupy morfotropowe
2.4.1. Ogólna charakterystyka
2.4.2. Związki typu Bi2BO6(m = 1)
2.4.3. Związki typu ABi2B2O9 (m = 2)
2.4.4. Związki typu A2Bi2B3O12 (m = 3)
2.4.5. Związki typu A3Bi2B4O15 (ot =4)
2.4.6. Związki typu A4Bi2B5O18(m = 5)
2.4.7. Związki typu A7Bi2B8O27 (m = 8)
2.4.8. Związki typu A2m-2Bi4B2mO6m+6 (m = 1,5; 2,5; 3,5; 4,5)
2.5. Projektowanie nowych BWPT
2.6. Otrzymywanie, struktura i właściwości fizyczne ceramiki SrBi3Ti2NbO12 (SBTN)
2.6.1. Technologia ceramiki   
2.6.1.1. Warunki syntezy i spiekania
2.6.1.2. Analiza termiczna procesu spiekania proszków ceramicznych
2.6.2. Struktura krystaliczna
2.6.2.1. Analiza rentgenowska
2.6.2.2. Modelowanie struktury krystalicznej
2.6.3. Właściwości dielektryczne
2.6.3.1. Przenikalność elektryczna i tangens kąta strat dielektrycznych
2.6.3.2. Impedancja i rezystancja
2.6.3.3. Polaryzacja szczątkowa i pole koercji
2.6.4. Właściwości optyczne
2.6.4.1. Widmo ramanowskiego rozpraszania światła
2.6.4.2. Widmo odbicia światła
2.7. Podsumowanie

3. Ferroelektryki o strukturze typu tetragonalnego brązu wolframowego (TBW)
Ewa Nogas

3.1. Wprowadzenie
3.2. Struktura krystaliczna
3.2.1. Model struktury
3.2.2. Klasyfikacja strukturalna
3.2.3. Krystalochemiczne kryteria powstawania stanu ferroelektrycznego
3.2.4. Rozmyte przemiany fazowe
3.2.4.1. Ogólna charakterystyka rozmytych przemian fazowych
3.2.4.2. Przyczyny rozmycia przemian fazowych
3.2.4.3. Stopień rozmycia przemian fazowych
3.2.5. Formowanie się struktury typu TBW w wieloskładnikowych niobianach
3.2.5.1. Otrzymywanie prostych niobianów
3.2.5.2. Spiekanie kontaktowe układów próbek PN/KN i PN/NN
3.2.5.3. Formowanie się struktury PKN
3.2.5.4. Formowanie się struktury PNN
3.3. Właściwości fizyczne wybranych ferroelektryków o strukturze typu TBW
3.3.1. Niobian ołowiu PbNb2O6 (PN)
3.3.2. Niobian baru-strontu BaxSr5-xNb10O30 (SBN)
3.3.3. Niobian baru-sodu Ba4+xNa2-2xNb1)O30 (BNN)
3.3.4. Niobian litu-potasu K6-xLi4+xNb10O30 (KLN)
3.3.5. Niobian ołowiu-potasu Pb4K2Nb10O30 (PKN)
3.3.6. Niobian ołowiu-sodu Pb4Na2Nb10O30 (PNN)
3.3.7. Niobian strontu-potasu Sr4+xK2-2xNb10O30 (SKN)
3.3.7.1. Otrzymywanie ceramiki
3.3.7.2. Struktura krystaliczna
3.3.7.3. Właściwości dielektryczne
3.3.7.4. Wpływ warunków technologicznych na stopień rozmycia przemian fazowych
3.3.8. Niobian strontu-sodu Sr4Na2Nb10O30 (SNN)
3.3.8.1. Otrzymywanie ceramiki
3.3.8.2. Struktura krystaliczna
3.3.8.3. Właściwości dielektryczne
3.3.8.4. Wpływ warunków technologicznych na stopień rozmycia przemian fazowych   
3.3.9. Niobian baru-potasu Ba4K2Nb10O30 (BKN)
3.3.9.1. Otrzymywanie ceramiki
3.3.9.2. Struktura krystaliczna
3.3.9.3. Właściwości dielektryczne
3.3.9.4. Wpływ warunków technologicznych na stopień rozmycia przemian fazowych
3.4. Podsumowanie

4. Piezoelektryczne rezonatory na bazie PZT
Dariusz Bochenek, Evgeni G. Fesenko, Viktor G. Gavrilyachenko

4.1. Wprowadzenie
4.2. Filtry elektryczne
4.2.1. Ogólna charakterystyka
4.2.2. Filtry piezoceramiczne
4.3. Metody zwiększania temperaturowej stabilnością rezonatorów piezoceramicznych na bazie PZT
4.3.1. Wpływ koncentracji (x)PbTiO3
4.3.1.1. Zakres 27,5 mol.% < [...]
4.3.1.2. Zakres 27,5 mol.% > x > 60 mol.%
4.3.2. Wpływ domieszek
4.3.2.1. Domieszki o różnej elektroujemności
4.3.2.2. Domieszki o różnej twardości ferroelektrycznej
4.3.3. Wpływ mikrostruktury
4.3.3.1. Wpływ rozmiarów ziaren
4.3.3.2. Wpływ porowatości i gęstości
4.3.4. Wpływ warunków technologicznych
4.3.5. Wpływ warunków polaryzowania
4.3.6. Wpływ termocyklowania
4.3.7. Wpływ napromieniowania
4.4. Podsumowanie

5. Warstwa powierzchniowa w ferroelektrykach
Paweł Wawrzała, Vladimir P. Dudkevich

5.1. Wprowadzenie   
5.2. Zjawiska powierzchniowe w półprzewodnikach   
5.2.1. Stany powierzchniowe
5.2.2. Obszar ładunku przestrzennego
5.2.3. Rekombinacja powierzchniowa
5.2.4. Przewodnictwo powierzchniowe
5.2.5. Wpływ stanów powierzchniowych na właściwości kontaktu metal-półprzewodnik
5.3. Zjawiska powierzchniowe w ferroelektrykach
5.3.1. Eksperymentalne przejawy istnienia warstw powierzchniowych
5.3.2. Rola stanów powierzchniowych w ekranowaniu polaryzacji spontanicznej w ferroelektrykach
5.3.3. Model pola depolaryzacji w kondensatorze ferroelektrycznym
5.3.4. Warstwa powierzchniowa w monokryształach BaTiO3-Fe
5.3.4.1. Rentgenowskie badania w stałym polu elektrycznym
5.3.4.2. Rentgenowskie badania w impulsowym polu elektrycznym
5.3.4.3. Podstawowe parametry warstwy powierzchniowej monokryształów BaTiO3 w polu elektrycznym
5.3.5. Natura warstwy powierzchniowej monokryształów ferroelektrycznych typu perowskitu
5.3.6. Wpływ warstwy powierzchniowej na przemiany fazowe w ferroelektrykach
5.4. Podsumowanie

Literatura

Literatura uzupełniająca

Summary
Peзюме