Гурский Леонид Ильич, д.т.н., чл.-кор. Национальной академии наук Беларуси, профессор, главный научный сотрудник Центра 10.1
220013, Республика Беларусь, г. Минск, ул. П. Бровки, 6
Hurski Leonid Ilyich, D.Sci, Corr. mem. of the National Academy of Sciences of Belarus, Professor, Main Research Fellow of the Centre 10.1
220013, Republic of Belarus, Minsk, P. Brovki str., 6
к.ф.-м.н., старший научный сотрудник отдела криогенных исследований
Минск
PhD, Senior Research Fellow of the Division of Cryogenic Research
к.т.н., доцент кафедры электронной техники и технологии
Минск
PhD, Аssociate Professor of the Department of Electronics
к.т.н., заведующий отделением машиностроительных материалов
Минск
PhD, Head of the Department of engineering materials
к.ф.-м.н., ведущий научный сотрудник отдела криогенных исследований
Минск
PhD, Leading Research Fellow of the Division of Cryogenic Research
к.ф.-м.н., старший научный сотрудник отдела криогенных исследований
PhD, Senior Research Fellow of the Division of Cryogenic Research
Настоящая статья посвящена изучению механизмов деградации структуры сегнетоэлектрика состава Pb1−хBaхZr0,53Ti0,47O3−δ. На основании результатов исследований по влиянию температурно-временных режимов синтеза на степень структурного совершенства твердого раствора Pb0,85Ba0,25Zr0,53Ti0,47O3-8 установлено, что при его отжиге (Т = 420 К и t = 15–100 ч) наблюдается смещение положения и уширение рентгеновского рефлекса (112), что обусловлено аморфизацией и увеличением упругих напряжений в кристаллической решетке материала в ходе отжига. Показано, что при увеличении температуры отжига до 520 К, во временном интервале 15 – 100 ч, кристаллическая решетка материала деформируется за счет образования в ней дефектов типа VPb, VО и [V О •• 2Pb / i ], что проявляется в уменьшении соотношения интенсивностей I(hkl) дифракционных рефлексов (112) и (211). Предполагается, что в результате этого отжига на межзеренных границах накапливается избыток свинца, который способствует локальному появлению жидкой фазы. Данная фаза, участвуя в переносе компонентов материала, не только ускоряет взаимодействие реагирующих компонентов, но и снижает устойчивость их кристаллических решеток из-за образования в них точечных дефектов. В этом случае состояние решетки определяется как появлением вакансий по кислороду (VО), свинца (VPb), ассоциатов типа [V О •• 2Pb / i ], так и возникновением различных упругих напряжений, что способствует ослаблению химических связей между атомами, обусловленных внесенной дефектностью в анионную подрешетку твердого раствора Pb0,85Ba0,25Zr0,53Ti0,47O3−8 при десорбции кислорода.
The present paper is devoted to the study of the structural degradation mechanisms of ferroelectric having Pb1−хBaхZr0,53Ti0,47O3−δ composition. On the base of investigations of the influence of temperature-time synthesis modes on the structural perfection degree of the Pb0,85Ba0,25Zr0,53Ti0,47O3−8 compound, it has been determined, that a shift of the position of the XRD reflex from the plane (112) and its broadening, which is caused by the amorphization and an increase of the elastic stresses in the material crystal lattice during the annealing of the compound. It has been demonstrated that at the increase of the annealing temperature up to 520 K, the crystal lattice of the ferroelectric is deformed by means of a formation of VPb,V0 and [V О •• 2Pb / i ] defects, which is realized in a decrease of the I(hkl) intensity relationship of the XRD reflexes from the planes (112) and (211). It has been supposed that an excess of lead is produced on the grain boundaries as a result of this annealing process, which promotes a local manifestation of the liquid phase. This phase which takes place in the transfer of the material components, not only increases the interaction of the reacting components, but lowers the stability of their crystal lattices due to the formation of point defects, as well. In this case, the lattice state is determined both by the emergence of the oxygen (VО) and lead (VPb) vacancies, as well as of the associates of the [V О •• 2Pb / i ] type, and by the emergence of various elastic stresses, which promotes the relaxation of the chemical bonds between atoms, caused by the deficiency introduced into the anionic sublattice of the Pb0,85Ba0,25Zr0,53Ti0,47O3−8 solid solution at the oxygen desorption process.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.