ВУЗ:
Составители:
6
на процесс разрушения керамики. Влияние пор неоднозначно и зависит от их количества,
формы, размеров и пространственной ориентации. Как правило, поры локализуются на
границах зёрен в особенности на участках стыковки нескольких зёрен. Даже в материалах
обладающих высокой плотностью (более 99 %) наблюдаются остаточные микропоры,
расположенные преимущественно по границам зёрен. Поры есть концентраторы
напряжений и могут вызывать изменение траектории трещины, которая распространяется
в наиболее слабых местах, какими служат границы зёрен. Источником разрушения могут
быть микропоры внутри зёрен. Размер пор, инициирующих разрушение в керамических
материалах, составляет 20–200 мкм .
Зависимость диэлектрической проницаемости от морфологии пор и размера зерна,
для керамики на основе титаната бария исследована в работе. Установлено, что с ростом
относительной пористости от 0 до 0,05 величина диэлектрической проницаемости
уменьшается линейно с незначительным наклоном. При увеличении относительной
пористости от 0,1 до 0,2 наклон кривой уменьшения диэлектрической проницаемости
увеличивается. Наличие протяженных (сквозных) пор также приводит к уменьшению
диэлектрической проницаемости.
Определяющую роль в получении керамики с высокими показателями
диэлектрической проницаемости играет минимизация её остаточной пористости. Высокие
значения диэлектрической проницаемости наблюдаются даже для крупнозернистой
керамики (размерами зёрен от 1,2 до 60 мкм), при условии достижения 99 % плотности от
теоретической. В то же время при снижении плотности керамики до ~82%
диэлектрическая проницаемость образцов со средним размером зёрен менее 1 мкм
снижается значительно.
Мелкозернистая керамика имеет ряд особенностей, ярко проявляющихся в области
фазового перехода. Например, с уменьшением размера кристаллитов (областей
когерентного рассеяния) возрастают микродеформации, которые могут служить причиной
подавления сегнетоэлектрических свойств. То есть диэлектрическая проницаемость и
величина зерна неоднозначно связаны: возможно, что диэлектрические свойства
подавляются при малом зерне. Подтверждением этого служит исследование, в котором
экспериментально показано, что диэлектрическая проницаемость титанат-бариевой
керамики уменьшается при снижении размеров её зёрен. При температуре 70 °C на
частоте 10 кГц, для керамического BaTiO
3
диэлектрическая проницаемость уменьшается
от ε=2520 до ε=780 для образцов со средней величиной зерна соответственно d=1200 нм и
d=50 нм.
Также большое влияние на электрофизические параметры имеет однородность
микроструктуры. При экспериментальном рассмотрении формирования петли гистерезиса
в керамике на основе цирконата-титаната свинца (ЦТС) показано, что, чем меньше
дисперсия распределения зерен по размерам, тем больше вероятность того, что процессы
переполяризации пройдут с меньшими механическими напряжениями.
Плотность керамики ρ, относительная диэлектрическая проницаемость ε
Т
33
/ε
0
,
тангенс угла диэлектрических потерь tgδ, механическая добротность Q
m
, размер и
дисперсия распределения зёрен по размерам, размер и дисперсия распределения пор по
размерам являются критическими характеристиками при получении пьезокерамики.
Несмотря на значительные достижения предшествующих многочисленных
разработок, прогресс в совершенствовании указанных материалов в последние годы
снизился. Это объясняется тем, что возможности улучшения электрофизических свойств
пьезокерамики путём изменения химического состава практически исчерпаны.
Вследствие этого на первый план выступает задача поиска новых приёмов
совершенствования структуры и морфологии уже существующих материалов, которая
может решаться, в частности, за счет применения различных физических воздействий, как
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
- …
- следующая ›
- последняя »
