ГЛАВА 1 Особенности морфотропного фазового перехода в системах твердых растворов (Аналитический литературный обзор) 22
1.1. Традиционное описание фазовой картины систем PbZrOj-РЬТЮз (ЦТС), )PbNb2/sMgm03-PbTiOJ(PMN-PT) 22
1.2. Новый взгляд на морфологию области морфотропного перехода в системах твердых растворов PbZrOj-РЬТіОз, Pb(Nb2/iMgi/j)Oi-PbTiO}t Pb(Nb2/3Znm)Oi-PbTiOj 25
1.2.1. Система (l-x)PbZrOi-xPbTiOs 25
1.2.2. Система (l-x)PbNb2/sMg,/sO}-xPbTiOi 33
1.2.3. Система (1-х)РЬтт2птОі-хРЬТЮз 35
1.3. Многокомпонентные системы на базе ЦТС. 38
1.3.1 Зависимости между электрофизическими, структурными и микроструктурными параметрами в многокомпонентных системах на основе ЦТС 42
1.3.2 Структура морфотропной области в многокомпонентных системах на основе ЦТС 43
1.3.4 Дискуссия по поводу структуры морфотропной области 46
1.3.5 К вопросу о постоянстве параметров ячейки внутри морфотропной области 50
1.3.6 Связь экстремальных характеристик пьезокерамики с положением морфотропной области 54
1.4. О теории фазового перехода типа собственного распада бинарных твердых растворов, структуре моноклинной фазы и фазовой диаграмме свинецсодержащих оксидов со структурой типа перовскита 54
1,5.Феномепологическая теория морфотроппого фазового перехода (традиционныйподход) 55
Краткие выводы. Постановка цели и задач работы 62
ГЛАВА 2. Объекты исследования. Методы получения и исследования образцов 64
2.1. Объекты исследования 64
2. 1.1 Бинарные системы (l-x)PbZr03-xPbTi03 и (1-х)РЬ №2/зМ$шОз-хРЬТЮз 64
2.1.2 Тройные системы 0.98РЬ(Л^г1^О3- 0.02Ва(№шВ12/з)Оу, 0.98Pb(TixZr,.
J03 - 0.02"Sr(WmBim)Oi"; 0.98РЬ(Гіп^О3 - 0.02"Pb(NbmBUn}O{\
0.98(Pb0>9727Sro,o27i)(rixZn^030,02"Pb(NbmBU/2)Oi"+leec%PbO;
0,98(Pbo79727Sroio273)(TixZn.x)03-0>02"Pb(NbwBii/2)03"+2eec%PbGe03 64
2.1.3 Четырехкомпонентная система 0.98(хРЬТЮз - yPbZrOs-
zPbNb2/3Mgj/3O3)~0.02PbGeO3 65
2.1.4 Обоснование необходимости и возможности исследования систем твердых растворов с малым концентрационным шагом, Ах < 1 мол.% (0,25
0,50 мол.%), и надежности полученных при этом результатов 65
2.2. Метод поиска морфотропной области 71
2.3, Методы получения образцов 74
2.3.1. Изготовление керамик, оптимизация условий синтеза и спекания .. 74
2.3.2. Изготовление измерительных образцов 77
2.3.2.1 Механическая обработка 77
2.3.2.2 Металлизация 77
2.3.2.3. Поляризация 77
2.4. Методы исследования образцов 78
2.4.1 Рентгенография 78
2.4.2 Определение плотностей (измеренной, рентгеновской и относительной) 78
2.4.4 Измерения диэлектрических, пьезоэлектрических и упругих характеристик при комнатной температуре 78
2.4.5 Исследование относительной диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь в широком интервале
температур , 80
2.4.5.1 Расчет фундаментальных характеристик 80
ГЛАВА 3. Ромбоэдрическая, тетрагональная и промежуточные фазы в морфотропной области системы ЦТС (термодинамический анализ) 81
3.1 О возможности появления фаз более низкой симметрии в области Рэ~*Т
перехода в системе ЦТС. 86
ГЛАВА 4. Бинарные системы твердых растворов. Экспериментальные результаты. Обсуждение 92
4.1. Система (l-x)PbZrOs-xPbTiO} (0.37<х< 0.57) 92
4.1,1. Измеренные, рентгеновские и относительные плотности образцов системы PbTix2ri.x0$ 92
4.1.2 Результаты рентгенофазового анализа синтезированных порошков и керамик 92
4.1.3 Структурное описание твердых растворов системы ЦТС. Уточненная фазовая диаграмма системы в интервале 0.37 <х< 0.57. 98
4.1.4. Зависимости диэлектрических, упругих и пьезоэлектрических характеристик твердых растворов системы ЦТС при комнатной температуре от соотношения компонентов 98
4.1.5 Электрофизические свойства системы в широком интервале температур 111
4.1.6. Фундаментальные параметры системы ЦТС и их зависимость от концентрации компонентов 117
4.2. Система (l-x)Pb№mMgwO3-xPbTiOi(0
системы 127
4.2.2 Результаты рентгенофазового анализа синтезированных порошков и
керамик 127
4.1.3 Структурное описание твердых растворов системы PMN-PT.
Уточненная фазовая диаграмма системы в интервале 0<х<1.0 128
4.2.4. Зависимости диэлектрических, упругих и пьезоэлектрических характеристик твердых растворов системы PMN-PT при комнатной 128
температуре от соотношения компонентов...
4.2.4. Особенности диэлектрических свойств системы в широком интервале температур 139
Краткие выводы. 141
ГЛАВА 5. Трехкомпонентные системы с участием ЦТС 144
5.1. Системы 149
5,1.1 Структурное описание твердых растворов систем 149
5.1.2. Зависимости диэлектрических, упругих и пьезоэлектрических свойств твердых растворов систем при комнатной температуре от соотношения компонентов 149
5.2. Система 0.98Pb(TixZrI,x)O}-0.02"Pb(Nb1/2Bh/2)O3n 152
5.2.1 Структурное описание твердых растворов системы O.PSPbfTixZri.JOs -0.02"Pb(Nbi/2BhdO3" 154
5.2.2. Зависимости диэлектрических, упругих и пьезоэлектрических характеристик твердых растворов системы при
комнатной температуре от соотношения компонентов 154
5.3. Выбор основ новых перспективных материалов для средпечастотных применений 158
Краткие выводы (сучетом данных, полученных в 4-й и 5-й главах)... 159
ГЛАВА 6. Четырехкомпонентная система 0.9Ъ(хРЪТЮуу PbZrOj-2PbNbi/3Mg,aO3)-0.02PbGeO3 163
6.1. Разрез I системы 0.98(xPbTiO}-yPbZrOs-zPbNbmMgmO3)~0.02PbGeOi 163
6.1.1 Измеренные, рентгеновские и относительные плотности образцов твердых растворов 163
6.1.2 Структурное описание твердых растворов 164
6.1.3 Зависимости диэлектрических, упругих и пьезоэлектрических характеристик твердых при комнатной температуре от соотношения компонентов 168
6.1.4 Диэлектрические свойства твердых растворов в широком интервале температур 168
6.1.5 Фундаментальные характеристики твердых растворов 169
6.2. РазрезIIIсистемы 0.98(хРЬТЮз-у PbZrOr-zPbNb^Mgj/зОз)-0.02PbGeO}... 170
6.2.1 Измеренные, рентгеновские и относительные плотности образцов твердых растворов 170
6.2.2 Структурное описание твердых растворов 171
6.2.3 Зависимости диэлектрических, упругих и пьезоэлектрических характеристик твердых растворов при комнатной температуре от соотношения компонентов 175
6.2.4 Диэлектрические свойства твердых растворов в широком интервале температур 176
6.3. Разрез Vсистемы 0.9$(хРЬТЮ3-уPbZrOs-zPbNb2/iMgm03) - 0.02PbGeO3 111
6.3.1 Структурное описание твердых растворов.. 177
6.3.2 Зависимости структурных, диэлектрических, упругих и пьезоэлектрических характеристик твердых растворов при комнатной температуре от соотношения компонентов 177
6.3.3 Диэлектрические свойства твердых растворов в широком интервале температур 181
6.4, Выбор основ новых перспективных материалов для практических применений 183
Краткие выводы 183
Основные результаты и выводы по теме диссертации 186
Цитированная литература 190
Список публикаций автора по теме диссертации
