Publication Details:
Լույս է տեսնում 1966 թվականից՝ տարին 4 անգամ։
Journal or Publication Title:
ՀՀ ԳԱԱ Տեղեկագիր: Ֆիզիկա = Proceedings of the NAS RA: Physics
Date of publication:
Volume:
Number:
ISSN:
Official URL:
Additional Information:
Title:
Синтез и характеристики ниобата калия-натрия K0.5Na0.5NbO3, полученного микроволновым методом
Other title:
Synthesis and Characterization of Potassium-Sodium Niobate K0.5Na0.5NbO3 Obtained by the Microwave Method ; Միկրոալիքային մեթոդով ստացված կալիում-նատրիումի նիոբատի K0.5NA0.5NBO3 սինթեզը և բնութագրերը
Creator:
Саргсян, А. А. ; Азатян, Т. С. ; Алексанян, О. А. ; Петросян, А. А. ; Айрапетян, С. М. ; Хачатрян, А. А ; Баграмян, В. В.
Contributor(s):
Պատ․ խմբ․՝ Գ․ Մ․ Ղարիբյան (1966-1992) ; Գլխ․ խմբ․՝ Վ․ Մ․ Հարությունյան (1993-2021) ; Կ․ Մ․ Ղամբարյան (2022-)
Subject:
Coverage:
Abstract:
Разработан гидротермально-микроволновый метод синтеза ниобата калия-натрия K0.5Na0.5NbO3 (KNN) с последующей микроволновой обработкой при высоких температурах для получения KNN керамики. Синтез осуществлён в микроволновой печи при 210°C в течение 60 мин. Получен KNN порошок, который в основном состоит из агломератов, образованных из наночастиц-кристаллитов, размером 20–25 нм. Рентгенофазовый анализ подтвердил формирование одно- фазной орторомбической перовскитной структуры при относительно низких температурах (200–220°C). После термообработки в интервале температур 660– 1100°C кристаллиты увеличивались до 90 нм, сопровождаясь ростом зёрен до микрометрового масштаба: идет спекание с образованием KNN керамики. Изме- рения показали сильную зависимость диэлектрических свойств образцов от температуры. На основе полученных диэлектрических параметров оценены пьезоэлектрические коэффициенты и по этой теоретической оценке материал способен обеспечить заметный пьезоэффект. Максимальный пьезоэлектрический коэффициент d₃₃ примерно 160–180 пК/Н наблюдается для образцов, спеченных при температуре 660°C. Установлено, что тщательный контроль температуры термообработки важен для оптимизации взаимосвязи структура– свойство в безсвинцовой пьезокерамике на основе KNN.
A hydrothermal–microwave method was developed for the synthesis of potassium– sodium niobate K0.5Na0.5NbO3 (KNN), followed by high-temperature microwave treatment to obtain KNN ceramics. The synthesis was carried out in a microwave reactor at 210°C for 60 min. A KNN powder was obtained, consisting predominantly of agglomerates formed by nanocrystalline particles (crystallites) with sizes of 20–25 nm. X-ray diffraction analysis confirmed the formation of a single-phase orthorhombic perovskite structure of potassium– sodium niobate at relatively low temperatures (200–220°C). After heat treatment in the temperature range of 660–1100°C, the crystallite size increased to about 90 nm, accompanied by grain growth to the micrometer scale, indicating sintering with the formation of KNN ceramics. Measurements revealed a strong temperature dependence of the dielectric properties of KNN samples. Based on the obtained dielectric parameters, the piezoelectric coefficients were estimated; according to this theoretical evaluation, the material is capable of exhibiting a significant piezoelectric response. The maximum piezoelectric coefficient d₃₃ of approximately 160–180 pC/N was observed for samples sintered at 660°C. It was established that precise control of the heat-treatment temperature is crucial for optimizing the structure–property relationship in lead-free KNN-based piezoceramics.
Մշակվել է կալիում-նատրիում նիոբատի K0.5Na0.5NbO3 (KNN) սինթեզի հիդրոթերմալ– միկրոալիքային մեթոդ՝ բարձր ջերմաստիճաններում հետագա միկրոալիքային մշակմամբ KNN կերամիկա ստանալու նպատակով։ Սինթեզը իրականացվել է միկրոալիքային ռեակտորում՝ 210°C ջերմաստիճանում 60 րոպե տևողությամբ։ Ստացվել է KNN փոշի, որը հիմնականում բաղկացած է ագլոմերատներից, որոնք ձևավորվել են նանաբյուրեղային մասնիկներից (բյուրեղիկներից)՝ 20–25 նմ չափերով: Ռենտգենաֆազային անալիզը հաստատել է կալիում-նատրիում նիոբատի միափուլ օրթոռոմբիկ պերովսկիտային կառուցվածքի ձևավորումը համեմատաբար ցածր ջերմաստիճաններում (200–220°C)։ Ջերմամշակման (660–1100°C) հետևանքով բյուրեղիկների չափերը մեծացել են մինչև մոտ 90 նմ՝ ուղեկցվելով հատիկների աճով մինչև միկրոմետրային չափեր. տեղի է ունենում թրծում KNN կերամիկայի ձևավորմամբ։ Չափումները ցույց են տվել KNN նմուշների դիէլեկտրիկ հատկությունների ուժեղ կախվածությունը ջերմաստիճանից։ Ստացված դիէլեկտրիկ պարամետրերի հիման վրա հաշվարկվել են նմուշների պիեզոէլեկտրական գործակիցները, և ըստ այդ տեսական գնահատման նյութը կարող է ցուցաբերել զգալի պիեզոէլեկտրական էֆեկտ։ Առավելագույն պիեզոէլեկտրական գործակիցը d₃₃ ≈ 160–180 պԿ/Ն դիտվել է 660°C ջերմաստիճանում թրծված նմուշների համար։ Հաստատվել է, որ թրծման ջերմաստիճանի ճշգրիտ կառավարումը կարևոր է կապար չպարունակող KNN-ի վրա հիմնված պիեզոկերամիկ նյութերում կառուցվածք–հատկություն հարաբերության օպտիմալացման համար։