Аннотация:Оксидные материалы со структурой перовскита на основе сегнетоэлектрика-релаксора титаната натрия-висмута (Na0.5Bi0.5)TiO3 (NBT) относятся к интенсивно исследуемым в последнее десятилетие как наиболее перспективные для замены широко используемых пьезоэлектрических, электрокалорических и других материалов, содержащих высокотоксичный оксид свинца.
При создании новых материалов используют модифицирование составов из области морфотропной фазовой границы. Формирование пьезоэлектрических и электрокалорических свойств определяется вкладами структурного фактора, переключения доменов, величинами спонтанной поляризации, коэрцитивного поля и электропроводности оксидов. Составы на основе NBT представляют большой интерес из-за присутствия полярных областей нанометрового размера (PNR), стимулирующих формирование широкого температурного диапазона электрокалорического эффекта.
Нами исследованы составы твердых растворов и композитов на основе перовскитов NBT, модифицированных донорными и акцепторными добавками в позициях А- и В- структуры перовскита. Образцы получали методом твердофазного синтеза двухстадийным обжигом керамики дополнительно модифицировали сверхстехиометрическими добавками (LiF, KCl, NaCl, ZnO, CuO, SiO2 и MnO2), способствующими улучшению плотности керамик.
Фазовый состав, параметры кристаллической структуры, микроструктура, диэлектрические, сегнетоэлектрические и локальные пьезоэлектрические свойства керамик изучали с использованием комплекса физико-химических методов: рентгеновской дифракции, сканирующей электронной микроскопии, диэлектрической спектроскопии, генерации второй гармоники лазерного излучения и силовой микроскопии пьезоотклика.
Установлены изменения параметров структуры и зависимость функциональных характеристик образцов от вида добавок и размера зерен керамик. Выявлены составы, способствующие релаксорному поведению, характеризующемуся двойными петлями гистерезиса, составы, характеризующиеся повышенными значениями диэлектрической проницаемости и спонтанной поляризации при комнатной температуре, установлена оптимизация свойств композитных керамик релаксор - сегнетоэлектрик, свидетельствующая о перспективах создания новых перспективных пьезоэлектрических и электрокалорических материалов на основе модифицированных составов NBT.
