185

В работе приводятся результаты исследований фундаментальной проблемы материаловедения сегнетоэлектриков. Из обзора литературных данных выявлена актуальная задача – определение закономерностей формирования физических свойств сегнетоэлектрических материалов и возможности управления этими свойствами с помощью внешних воздействий. Объектами исследования выбраны титанаты бария и стронция, синтезированные в потоке концентрированного солнечного излучения высокой плотности. Плавление титаната бария на солнечной печи проводили при плотностях концентрированного солнечного излучения, соответствующих температурам плавления компонентов и продукта реакции, из расчета излучения нагретых тел. Показано, что при плавлении на солнечной печи под воздействием концентрированного солнечного излучения высокой плотности можно получить микроструктуру с малым размером зерна в результате того, что частицы оксида обволакивают зерна титаната и препятствуют их росту в ходе технологического процесса. Мелкодисперсность ускоряет процесс восстановления, а также способствует образованию более плотной микроструктуры с повышенными диэлектрическими свойствами.

  • Количество прочтений 185
  • Дата публикации 26-02-2020
  • Язык статьиRus
  • Страницы95-104
Ўзбек

Ушбу мақолада cегнетоэлектриклар материалшунослигининг фундаментал муаммоларини ўрганиш натижалари келтирилган. Адабиётлар маълумотларини кўриб чиқиш натижасида муаммонинг тегишли томонлари – сегнетоэлектрик материалларнинг физик хусусиятларини шакллантиришни тартибга солувчи қонунлари ва ташқи таъсирлардан фойдаланиб, бу хусусиятларни бошқариш имкониятлари аниқланди. Тадқиқот объекти юқори зичликдаги қуёш нурлари оқимида синтез қилинган барий ва стронций титанатлар эди. Барий титанати қиздирилган жисмларнинг нурланишини ҳисоблаш асосида компонентлар ва реакция маҳсулоти эриш нуқталарига мос келадиган концентрацияланган қуёш нурланишининг зичлигида қуёш печида эритилди. Юқори зичликдаги концентрацияланган қуёш нурлари таъсири остида қуёш печида эриганида, оксиди зарралари титанат доналарини сиқиб чиқариши ва уларнинг ўсишига тўсқинлик қилиши натижасида кичик дон ҳажмига эга бўлган микроструктура олиш мумкинлиги кўрсатилган. Нозик дисперсия тикланиш жараёнини тезлаштиради, шунингдек? яхшиланган диэлектрик хусусиятларга эга бўлган зичроқ микротузилмани шакллантиришга ёрдам беради.

Русский

В работе приводятся результаты исследований фундаментальной проблемы материаловедения сегнетоэлектриков. Из обзора литературных данных выявлена актуальная задача – определение закономерностей формирования физических свойств сегнетоэлектрических материалов и возможности управления этими свойствами с помощью внешних воздействий. Объектами исследования выбраны титанаты бария и стронция, синтезированные в потоке концентрированного солнечного излучения высокой плотности. Плавление титаната бария на солнечной печи проводили при плотностях концентрированного солнечного излучения, соответствующих температурам плавления компонентов и продукта реакции, из расчета излучения нагретых тел. Показано, что при плавлении на солнечной печи под воздействием концентрированного солнечного излучения высокой плотности можно получить микроструктуру с малым размером зерна в результате того, что частицы оксида обволакивают зерна титаната и препятствуют их росту в ходе технологического процесса. Мелкодисперсность ускоряет процесс восстановления, а также способствует образованию более плотной микроструктуры с повышенными диэлектрическими свойствами.

English

The paper presents the results of studies of the fundamental problem of materials science of ferroelectrics. Based on the literature review the relevant aspects of the problem – determining the laws governing the formation of the physical properties of ferroelectric materials and the possibility of controlling these properties using external influences have been identified. The object of the study is barium and strontium titanates synthesized in a stream of high-density concentrated solar radiation. Barium titanate was melted in a solar furnace at densities of concentrated solar radiation corresponding to the melting points of the components and the reaction product, based on the calculation of the radiation of heated bodies. It is shown that when melting on a solar furnace under the influence of concentrated solar radiation of high density, it is possible to obtain a microstructure with a small grain size due to the fact that the oxide particles envelop the titanate grains and inhibit their growth during the process. Fine dispersion accelerates the recovery process and contributes to the formation of a denser microstructure with improved dielectric properties.

№ Название ссылки
1 Гаврилова Л.Я. Методы синтеза и исследование перспективных материалов: Учеб. пособие. – Екатеринбург. Уральский государственный университет им. А.М. Горького, 2008. – 402 с.
2 Громов О.Г., Кузьмин А.П., Куншина Г.Б., Локшин Э.П., Калинников В.Т. Получение порошкообразного титаната бария // Неорганические материалы, 2006. – Т. 42. – № 2. – С. 212-217.
3 Cheng J.P., Agrawal D.K., Komarneni S., Mathis M., Roy R. Microwave processing of WC-Co composities and ferroic titanates // Mat. Res. Innovat. – 1997. – № 1. – Pр. 44-52.
4 Vaidhyanathan B., Raizada P., Rao K.J. Microwave assisted fast solid state synthesis of niobates and titanates // J. Mater. Science Letters. – 1997. – № 16. – Pр. 2022-2025.
5 Vaidhyanathan B., Anirudh P. Singh, Agrawal D.K. Microwave Effects in Lead Zirconium Titanate Synthesis: Enhanced Kinetics and Changed Mechanisms // J. Am. Ceram. Soc. – 2001. – V. 84. – № 6. – Pр. 1197-1202.
6 Пат. РФ 2571478. Состав композиции для получения сегнетоэлектрического материала титаната бария-стронция, где предложен состав для получения сегнетоэлектрического материала титаната бария-стронция / В.Г. Барышников, Л.П. Ефименко, В.П. Афанасьев.
7 Ким Т.В. Синтез золь-гель методом и свойства титаната бария-стронция-кальция для неохлаждаемых ИК-приемников: Автореф. дисс…. канд. техн. наук. 05.27.06. – Минск, 2010. – С. 15.
8 Погибко В.М., Приседский В.В., Сидак И.Л. Исследование механизмов термического распада оксалатного прекурсора титаната бария // Вопросы химии и химической технологии. – 2010. – № 1. – С. 110-115.
9 Барышников В.Г. Гетерогенные взаимодействия в процессе синтеза титанатов бария и висмута в расплавах солей: Дисс... канд. хим. наук. – Санкт-Петербург, 2009. – 150 с.
10 Иванов К.В. Жидкофазный синтез ацетато-, оксалато- и гидроксотитанилов некоторых nS2 металлов, физико-химические характеристики их термических превращений и электрореологические свойства: Дисс... канд. хим. наук. – Иваново, 2011. – 150 с.
11 Шут В.Н., Костомаров С.В. Зависимость свойств порошков титаната бария от режима термообработки титанилоксалата бария // Неорганические материалы. – 2012. – Т. 48. – № 6. – С. 706-712.
12 Чуппина С.В., Жабрев В.А. Изменение энергетических характеристик поверхности органосиликатных покрытий в процессе формирования // Физ. и хим. стекла. – 2007. – Т. 33. – № 6. – С. 872-883.
13 Иванов К.В., Агафонов А.В., Захаров А.Г. Золь-гель синтез наноразмерных ацетатотитанилов бария, бария-стронция и бария-кальция: термическая эволюция в титанаты // Известия вузов: «Химия и химические технологии», – 2010. – Т. 3. – № 12. – С. 74-78.
14 Агафонов А.В., Иванов К.В., Давыдова О.И., Краев А.С., Трусова Т.А., Захаров А.Г. Жидкофазный синтез солей ацетато- и оксалатотитанила бария как интермедиатов для получения наноразмерного титаната бария // Журн. неорг. химии, – 2011. – Т. 56. – № 7. – С. 1087-1091.
15 Жабрев В.А., Ефименко Л.П., Барышников В.Г., Полякова И.Г., Гуменников А.В. Синтез порошков BaTiO3 разной дисперсности путем обменных реакций в расплавах. / Физ. и хим. стекла. – 2008. – Т. 34. – №1. – С. 116-123.
16 Пат. РФ 2374207, МПК C04В35/475. Состав композиции для получения сегнетоэлектрического материала / В.А. Жабрев, Л.П. Ефименко, В.Г. Барышников, В.П. Афанасьев. Опубл. 27.11.2008.
17 Михайлов М.М., Соколовский А.Н. Синтез и свойства соединений BaSrTiО3 // Доклады ТУСУРа – Дек., 2007. – № 2(16). – С. 198-203.
18 Rout S.K., Panigrahi S. Mechanism of phase formation of BaTiO3 – SrTiO3 solid solution through solid oxide reaction // Indian journal of pour and applied physics. – 2006. – V. 44. – Рp. 608-611.
19 Митосериу Л., Тура В. Размер зерновых зависимых термических гистерезисов в керамике титанатов бария // Analele stiintifice ale universitatii «al.i.cuza» din iasi. – Tom. XLI-XLIL s.I.b.fasc.2 Fizica Solidelor – Fizica Teoretica. – 1998-1999. – Pр. 113-124
20 Джабаров С.Г. Кристаллическая структура титаната бария при воздействии давления и температуры // Успехи физики металлов. – 2015. – Т. 16. – С. 329-352.
21 Payzullahanov M.S. Particularities of the syntheses BaTiO3 in the field of concentrated light energy // Horizon Research Publishing. – USA Manuscript. ID:16200286. – 2013. – № 27.
22 Пайзуллаханов М.С., Нурматов Ш.Р., Шерматов Ж.З. Титанаты бария и стронция, синтезированные в поле концентрированной световой энергии // Стекло и керамика. – 2013. – № 6. – С. 123-125.
23 Пайзуллаханов М.С., Файзиев Ш.А., Нурматов Ш.Р., Шерматов Ж.З. Особенности синтеза титаната бария в поле концентрированной световой энергии // Гелиотехника, – 2013. – № 4.
24 R.Y.Akbarov, M.S.Paizullakhanov . Characteristic features of the energy modes of a large solar furnace with a capacity of 1000 kW// Applied Solar Energy, v.54. #2. Pp.99-109.(2018)/
25 A.Abdurakhmanov, Sh.Faiziev, R.Akbarov, S.Suleimanov, M.Rumi, M.S Paizullakhanov, E.Nodirmatov. Properties of pyroxene glass ceramics, heat treated in the Big Solar Furnace// Applied Solar Energy, v.45. #1. Pp.45- 47. (2009)/
26 Ровин С.В. Влияние дисперсности материалов на скорости процессов твердофазного восстановления // Литье и металлургия, – 2014. – Т. 4. – № 77. – С. 7-9.
В ожидании