Диэлектрические и пьезоэлектрические свойства керамического материала на основе модифицированного цирконата-титаната свинца

  • Леонид Николаевич Коротков ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», ул. 20-летия Октября, 84, Воронеж 394006, Российская Федерация https://orcid.org/0000-0002-5350-5841
  • Никита Александрович Толстых ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», ул. 20-летия Октября, 84, Воронеж 394006, Российская Федерация https://orcid.org/0000-0001-5994-9331
  • Иван Иванович Попов ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», ул. 20-летия Октября, 84, Воронеж 394006, Российская Федерация https://orcid.org/0000-0002-1183-0662
  • Алексей Игоревич Бочаров ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», ул. 20-летия Октября, 84, Воронеж 394006, Российская Федерация https://orcid.org/0000-0003-4812-9586
  • Максим Александрович Каширин ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», ул. 20-летия Октября, 84, Воронеж 394006, Российская Федерация https://orcid.org/0000-0003-0150-0317
DOI: https://doi.org/10.17308/kcmf.2025.27/13015
Ключевые слова: высокоэнтропийные сегнетоэлектрики, электромеханическая добротность, диэлектрическая проницаемость, размытый фазовый переход, диэлектрическая релаксация

Аннотация

Цель статьи: Синтезирован новый высокоэнтропийный сегнетоэлектрический материал 0.9Pb0.95Sr0.05(Zr0.52Ti0.48) O3-0.05Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-0.05Pb(Mn1/3Sb2/3)O3, который при комнатной температуре имеет тетрагональную перовскитоподобную кристаллическую решетку и характеризуется высокой электромеханической добротностью.

Экспериментальная часть: В интервале температур 20 - 500 °С на частотах 0.5 – 500 кГц изучены его диэлектрические свойства. Выявлено заметное снижение температуры сегнетоэлектрического фазового перехода (Tm) и его размытие по сравнению с базовым составом Pb0.95Sr0.05(Zr0.52Ti0.48)O3.

Выводы: Анализ совокупности экспериментальных данных говорит в пользу того, что исследованный материал является «промежуточным звеном» между обычными и релаксорными сегнетоэлектриками

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Леонид Николаевич Коротков, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», ул. 20-летия Октября, 84, Воронеж 394006, Российская Федерация

д. ф.-м. н., профессор кафедры твердотельной электроники, Воронежский государственный технический университет (Воронеж, Российская Федерация)

Никита Александрович Толстых, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», ул. 20-летия Октября, 84, Воронеж 394006, Российская Федерация

к. ф.-м. н., заведующий научно-образовательной лабораторией «Функциональные материалы», Воронежский государственный технический университет (Воронеж, Российская Федерация)

Иван Иванович Попов, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», ул. 20-летия Октября, 84, Воронеж 394006, Российская Федерация

к. ф.-м. н., старший преподаватель кафедры твердотельной электроники, Воронежский государственный технический университет (Воронеж, Российская Федерация)

Алексей Игоревич Бочаров, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», ул. 20-летия Октября, 84, Воронеж 394006, Российская Федерация

ведущий инженер БНОЦ «Физика и техника термоэлектрических явлений», Воронежский государственный технический университет (Воронеж, Российская Федерация)

Максим Александрович Каширин, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», ул. 20-летия Октября, 84, Воронеж 394006, Российская Федерация

инженер научно-образовательной лаборатории «Функциональные материалы», Воронежский государственный технический университет (Воронеж, Российская Федерация)

Литература

Yang B., Liu Y., Lan S., … Lin Y. H. High-entropy design for dielectric materials: status, challenges, and beyond. Journal of Applied Physics. 2023;133(11): 110904. https://doi.org/10.1063/5.0138877

Palneedi H., Peddigari M., Hwang G. T., Jeong D. Y., Ryu J. High-performance dielectric ceramic films for energy storage capacitors: progress and outlook. Advanced Functional Materials. 2018;28(42): 1803665. https://doi.org/10.1002/adfm.201803665

Zhou S., Pu Y., Zhang X., … Wang D. High energy density, temperature stable lead-free ceramics by introducing high entropy perovskite oxide. Chemical Engineering Journal. 2022;427(1): 131684. https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.131684

Hou Y. D., Zhu M. K., Tian C. S., Yan H. Structure and electrical properties of PMZN–PZT quaternary. Sensors and Actuators A: Physical. 2004;116(3): 455–460. https://doi.org/10.1016/j.sna.2004.05.012

He L. X., Li, C. E. Effects of addition of MnO on piezoelectric properties of lead zirconate titanate. Journal of Materials Science. 2000;35(1): 2477–2480. https://doi.org/10.1023/A:1004717702149

Li H., Yang Z., Wei L., Chang Y. Effect of ZnO addition on the sintering and electrical properties of (Mn,W)-doped PZT–PMS–PZN ceramics. Materials Research Bulletin. 2009;44(3): 638–643. https://doi.org/10.1016/j.materresbull.2008.06.024

Liu Y., Yang J., Deng S., … Chen J. Flexible polarization configuration in high-entropy piezoelectrics with high erformance. Acta Materialia. 2022;236(1): 118115. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2022.118115

Tu L. L., Jin Y. Y., Han M. Z. Piezoelectric ceramic transformer. Ferroelectrics. 1980;28(1): 403–406. https://doi.org/10.1080/00150198008227120

Jaffe B., Cook W. R., Jaffe H. Piezoelectric ceramics. Academic Press, London and New York, 1971. 317 p.

Smolensky G. A., Bokov V. A., Isupov V. A., Krainik N. N., Pasynkov R. E., Shur M. S. Ferroelectrics and antiferroelectrics*. Leningrad: Nauka Publ., 1971. 476 p. (InRuss.)

Bokov A. A. Recent advanced in diffuse ferroelectric phase transitions. Ferroelectrics. 1992;131(1): 49–55. https://doi.org/10.1080/00150199208223391

Cross L. E. Relaxor ferroelectrics: an overview. Ferroelectrics. 1994;151(1): 305–320. https://doi.org/10.1080/00150199408244755

Glinchuk M. D., Farhi R. A random field theory-based model for ferroelectric relaxors. Journal of Physics: Condensed Matter. 1996;8(37): 6985–6996. https://doi.org/10.1088/0953-8984/8/37/019

Pirc R., Blinc R. Spherical random-bond–randomfield model of relaxor ferroelectrics. Physical Review B. 1999;60(19): 13470–13478. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.60.13470

Feltz A. Amorphe und glasartige anorganische festkörper. Berlin: Akademie – Verlag; 1983. 480 p. https://doi.org/10.1515/9783112611463 (In German)

Korotkov L. N., Rogova S. P., Pavlova N. G. Dielectric properties of (1-x)[0.7PbZrO3·- 0.3K0.5Bi0.5TiO3] - xSrTiO3 solid solutions in the vicinity of phase transitions, Tech. Phys. 1999;44(3): 295–298. https://doi.org/10.1134/1.1259240

Опубликован
2025-09-25
Как цитировать
Коротков, Л. Н., Толстых, Н. А., Попов, И. И., Бочаров, А. И., & Каширин, М. А. (2025). Диэлектрические и пьезоэлектрические свойства керамического материала на основе модифицированного цирконата-титаната свинца. Конденсированные среды и межфазные границы, 27(3), 391-397. https://doi.org/10.17308/kcmf.2025.27/13015
Выпуск
Том 27 № 3 (2025)
Раздел
Оригинальные статьи

Copyright (c) 2025 Конденсированные среды и межфазные границы

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.

Crossref
Scopus
Google Scholar
Europe PMC