Влияние режимов механоактивации на гранулометрический состав и микроструктуру промышленного материала ЦТС-19
ЦТС-19 как промышленно важный сегнетоэлектрический материал. Влияние режимов механоактивации на температуру спекания, гранулометрический состав и микроструктуру керамики ЦТС-19. Применение метода механоактивации для увеличения однородности зерен керамики.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 29.07.2017 |
| Размер файла | 627,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
6
Размещено на http://www.allbest.ru/
1
Южный федеральный университет, Ростов-на-Дону
Влияние режимов механоактивации на гранулометрический состав и микроструктуру промышленного материала ЦТС-19
Б.С. Половинкин, А.В. Нагаенко, Л.А.
Шилкина, И.А. Вербенко, И.Н. Андрюшина, А.А. Павелко
Аннотация
Установлено влияние режимов механоактивации на температуру спекания, гранулометрический состав и микроструктуру керамики ЦТС-19. Установлено, что метод механоактивации позволяет увеличить однородность зёрен керамики.
Ключевые слова: сегнетоэлектрики, гранулометрический состав, зеренное строение, механоактивация, ЦТС.
Введение
ЦТС-19 является промышленно важным сегнетоэлектрическим материалом, отличающимся повышенной чувствительностью к механическому напряжению [1]. Он находит широкое применение в гидроакустике и эхолокации [2, 3].
Однако этот материал является объектом с трудновоспроизводимыми электрофизическими параметрами [4], которые зависят от технологических условий: природы реагентов, температуры синтеза и спекания, наличия примесных фаз, дефектности структуры, вариации размеров исходных частиц [5 - 8].
Одним из наиболее эффективных и простых способов, позволяющих снизить Тсп, а также резко сократить интервал возможных вариаций размеров исходных частиц и, как следствие, сформировать монозёренную структуру и добиться лучшей воспроизводимости электрофизических свойств, является высокоэнергетический помол - механоактивация (МА) [9].
Настоящая работа посвящена установлению корреляционных связей между режимами механоактивации, гранулометрическим составом синтезированных продуктов и микроструктурой промышленного керамического материала - ЦТС-19.
Объекты. Методы получения и исследования образцов
Все образцы получены твердофазным синтезом из оксидов PbO и ZrO2 марки "ч", TiO2 и Nb2O5 марки "осч" и Nd2O3 марки "х. ч"; SrCO3 марки "ч. д. а". Механоактивацию (МА) синтезированных продуктов осуществляли в шаровой планетарной мельнице АГО-2, время активации составило 10, 15 и 20 мин. На основе серии пробных обжигов выбраны оптимальные режимы синтеза, составившие Т1=950°С, Т2=970°С, ф1= ф2=5ч; температуры спекания (Тсп) варьировались в пределах: Тсп=1220-1390єС (без МА) и 1260-1300єС (с МА). Рентгенографические исследования при комнатной температуре проводили методом порошковой дифракции с использованием дифрактометра ДРОН-3 (отфильтрованное Cokб-излучение, схема фокусировки по Брэггу - Брентано). Гранулометрический состав порошков оценивали с помощью лазерного анализатора частиц Analysette 22 Compact. Микроструктуру спечённых керамик оценивали с помощью сканирующего электронного микроскопа JSM-6390L.
Экспериментальные результаты и обсуждение
Результаты гранулометрического анализа представлены на рис.1.
Гранулометрический анализ материала показал, что в неактивированных составах размер частиц изменяется в широких пределах, что обусловливает невоспроизводимость свойств материала, и, в том числе, определяет возможность колебания относительной диэлектрической проницаемости от значений 600 до 1600 [10]. При активировании в течение 20 минут в материале наблюдается сужение области среднего размера частиц, то есть фактически формируется монозёренная структура.
Установлено, что при использовании МА-приёмов удаётся уменьшить степень неоднородности зёренного ландшафта и почти вдвое - средний размер кристаллитов керамики, что, на фоне совершенствования их границ, способствовало улучшению эксплуатационных параметров материала.
Рис. 1. - Интегральные функции распределения F (D) и плотности распределения f (D) частиц ЦТС-19 по размеру в зависимости от времени активации
Рис 2. - а-в - без МА; г-е - различные режимы МА; ж-и МА-спеченные образцы при разных температурах спекания
Наблюдаемое связано как с моноразмерностью частиц МА-синтезированных порошков, так и с насыщенностью их дефектами [11], благоприятствующими протеканию диффузионных процессов и массопереносу при рекристаллизационном спекании исходных дисперснокристаллических сред.
сегнетоэлектрический гранулометрический микроструктура керамика
Заключение
Полученные результаты необходимо использовать при разработке сегнетоэлектрических материалов на основе системы ЦТС.
Работа выполнена на оборудовании ЦКП "Электромагнитные, электромеханические и тепловые свойства твердых тел" и "Высокие технологии" Южного федерального университета при финансовой поддержке Минобрнауки РФ: темы № 1927, 213.01-2014/012-ВГ и 3.1246.2014/К (базовая и проектная части гос. задания), Грант Президента РФ № МК-3232-2015-2.
Литература
1. Яффе Б., Кук У., Яффе Г. Пьезоэлектрическая керамика. Москва: Мир, 1974.288 с.
2. Нагаенко А.В., Панич А.Е., Свирская С.Н., Малыхин А.Ю., Скрылёв А.В. Управление свойствами пьезокерамического материала системы ЦТС, используемого в гидроакустических излучателях // Инженерный вестник Дона, 2016, №2 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2016/3585.
3. Капышев А.Г., Иванова В.В., Веневцев Ю.Н. Электронная техника // Материалы. 1970. в.1. с.154.
4. Нагаенко А.В., Нестеров А.А., Свирская С.Н., Панич А.Е. Изменение ЭФП материалов системы ЦТС методом комбинирования // Инженерный вестник Дона, 2013, №2 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2y2013/1732.
5. Исупов В.А., Белоус Л.П. Кристаллография. 1971.164 с.
6. Дудкина С.И., Шилкина Л.А., Андрюшина А.Н., Резниченко Л.А., Разумовская О.Н. Влияние технологических режимов на свойства твердых растворов системы (1-х) PbZrO3 - x PbTiO3 // Инженерный вестник Дона, 2015, №2 URL: ivdon.ru/ru/magazine/archive/n2p2y2015/2971.
7. Andryushina I.N., Reznichenko L.A., Shmytko I.M., Shilkina L.A., Andryushin K. P., Yurasov Y.I., Dudkina S.I. The PZT system (PbTixZr1-xO3, 0?x?1.0): Dielectric response of solid solutions in broad temperature (10?T?1000 K) and frequency (10-2?f?107 Hz) ranges (Part 4) // Ceramics International. 2013. V.39. pp.3979-3986.
8. Andryushina I.N., Reznichenko L.A., Shilkina L.A., Andryushin K.P., Yurasov Y.I., Dudkina S.I. The PZT system (PbTixZr1-xO3, 0?x?1.0): The dependences of electrophysical properties of solid solutions on the electric field strength and component concentration (Part 5) // Ceramics International. 2013. V.39. pp.7635-7640.
9. Миллер А.И., Вербенко И.А., Шилкина Л.А., Павелко А.А., Андрюшин К.П., Резниченко Л.А., Гусев А.А. Механохимический синтез BiFeO3 // Конструкции из композиционных материалов. 2012. № 2. С.47-50.
10. Данцигер А.Я., Разумовская О.Н., Резниченко Л.А. и др. Высокоэффективные пьезокерамические материалы. Справочник. Ростов-на-Дону. 1994. - 14 с.
11. Sawaguchi E. Ferroelectricity versus Antiferroelectricity in the Solid Solutions of PbZrO3 and PbTiO3 // J. Phys. Soc. Japan. 1953. V.8. pp.615-629.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Обзор особенностей обеспечения тепловых режимов в конструкциях ЭВС. Моделирование тепловых режимов. Выбор структурного построения системы и формулирование требований к ее структурным компонентам. Анализ взаимодействия технических и программных средств.
дипломная работа [2,2 M], добавлен 29.06.2010Принципиальная схема RC–автогенератора. Создание модели операционного усилителя и его АЧХ. Генерация гармонических колебаний. Влияние температур на форму и спектральный состав генерируемых колебаний. Влияние обратной связи на генерацию колебаний.
курсовая работа [213,8 K], добавлен 26.01.2011Анализ структурной схемы устройства, в состав которого входит фильтр: аппроксимация частотной характеристики, разработка базовой схемы реализации звеньев. Расчет режимов и определение параметров, значений масштабных коэффициентов печатного модуля.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 18.04.2011Анализ режимов самовозбуждения при использовании различных характеристик автогенератора: мягкий, жесткий режим, автоматическое смещение. Особенности упрощенной схемы транзисторного автогенератора гармонических колебаний с трансформаторной обратной связью.
реферат [78,8 K], добавлен 15.03.2010Рассмотрение задачи расчета, анализа и оптимизации режимов РЭС 110-35 кВ по напряжению, реактивной мощности и коэффициентам трансформации с учетом качества электроэнергии. Изучение организационных и технических мероприятий при ремонтно-наладочных работах.
дипломная работа [256,9 K], добавлен 12.05.2010Исследование режимов системы автоматического управления. Определение передаточной функции замкнутой системы. Построение логарифмических амплитудной и фазовой частотных характеристик. Синтез системы "объект-регулятор", расчет оптимальных параметров.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 17.06.2011Функции и особенности схемы средств предупреждения критических режимов полета. Специфика эксплуатационного контроля БКСЦПНО. Системы ЦПНО как объекты контроля. Обеспечение надежности элементной базы и программного обеспечения цифрового оборудования.
курсовая работа [31,3 K], добавлен 10.12.2013Состав локальной вычислительной сети, ее основные элементы и их назначение. Роль кабелей в построении локальных связей вычислительных сетей, преимущества их использования. Разновидности и конфигурации кабелей, их конструктивные особенности и применение.
дипломная работа [723,9 K], добавлен 08.06.2009Устройство и принцип действия открытых систем сети массового обслуживания с простейшим входящим потоком. Понятие квазиобратимости. Сети с переключением режимов при определенном количестве заявок в узле. Примеры открытых сетей с переключением режимов.
курсовая работа [286,6 K], добавлен 21.02.2010Технологические свойства керамики. Основные компоненты, предназначенные для изготовления ответственных изделий электронной техники. Особенности процесса гидростатического прессования на примере получения заготовок для высоковольтных конденсаторов.
курсовая работа [2,4 M], добавлен 11.01.2011Биполярные и полевые СВЧ-транзисторы. Баллистические и аналоговые транзисторы. Сравнительная таблица основных свойств полупроводникового материала 4H-SiC с Si и GaAs. Алмаз как материал для СВЧ-приборов. Приборы на основе квантово-размерных эффектов.
курсовая работа [2,9 M], добавлен 22.08.2015Принцип действия генераторных электронных ламп. Расчет электрических параметров генераторного триода дециметрового диапазона, работающего в непрерывном режиме. Конструктивный и тепловой расчет катода, анода. Тепловой расчет титановой керамики баллона.
контрольная работа [274,1 K], добавлен 17.01.2013Применение компьютерных программ моделирования для изучения полупроводниковых приборов и структур. Оценка влияния режимов работы и внешних факторов на их основные электрические характеристики. Изучение особенностей основных полупроводниковых приборов.
дипломная работа [4,8 M], добавлен 16.05.2013Исследование и расчет цепей синусоидального и постоянного тока. Нахождение линейных однофазных цепей при несинусоидальном питающем напряжении. Исследование и применение методов расчета трехфазной цепи. Задача на определение параметров четырехполюсника.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 09.02.2013Сущность и задачи литографии. Описание процесса создания рисунка с использованием фотолитографии на кремниевой подложке. Исследование режимов технологического процесса ионного легирования в кремниевой технологии при помощи компьютерных программ.
реферат [23,9 K], добавлен 01.02.2016Нанокластеры и их энергетическое состояние. Влияние нанокластеров на свойства полупроводниковых материалов. "Захороненные" барьеры Шоттки. Формирование ансамблей боросиликатных нанокластеров в кремниевой матрице. Применение электронной оже-спектроскопии.
дипломная работа [5,2 M], добавлен 06.12.2015Применение операционных усилителей для сложения двух постоянных, двух переменных, постоянного и переменного напряжений, дифференцирования и интегрирования входных сигналов. Переходной процесс в интеграторе, влияние на него амплитуды входного сигнала.
контрольная работа [120,0 K], добавлен 02.12.2010Обоснование необходимости увеличения объема диагностических обследований силовых трансформаторов с целью повышения их эксплуатационной надежности. Влияние температуры, кислорода и влажности на старение трансформаторного масла и целлюлозной изоляции.
курсовая работа [960,3 K], добавлен 03.04.2012Характеристика типовых топологий сетей. Состав линии связи и виды компьютерных сетей. Принцип и стандарты технологии Ethernet. Структура MAC-адреса и модель взаимодействия открытых систем (OSI). Состав сетевого оборудования и процесс маршрутизации.
отчет по практике [322,5 K], добавлен 23.05.2015Приборы, служащие для измерения ускорений - акселерометры. Выбор пьезоэлектрического материала. Форма инерционной массы, ее влияние на характеристики датчика. Описание конструкции акселерометра. Выбор электрической схемы. Выходное напряжение усилителя.
курсовая работа [43,8 K], добавлен 15.05.2014
