Журнал Современные наукоемкие технологии 1812-7320 Общество с ограниченной ответственностью "Издательский Дом "Академия Естествознания" ART-31101 КРИСТАЛЛОХИМИЯ И ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КЕРАМИКИ Pb1-xCaxTiO3 Расторопов С.Б. Rastoropov S.B. info@sfedu.ru Панич А.Е. Panich A.E. info@sfedu.ru Бородин В.З. Borodin V.Z. rggmurd@yandex.ru Снежков В.И. Snezhkov V.I. rgsu@rgsu.ru НКТБ «Пьезоприбор», ФГАОУ «Южный федеральный университет» SDTD «Piezopribor», Southern Federal University ФГБОУ ВПО «Российский гидрометеорологический университет» Russian State Hydrometeorological University ФГБОУ ВПО «Ростовский государственный строительный университет» FGBOU VPO «Rostov State University of Civil Engineering» 01 11 2012 11 50 52 This is an open-access article distributed under the terms of the CC BY 4.0 license. https://top-technologies.ru/article/view?id=31101

Пьезоэлектрические керамические материалы с высокой анизотропией пьезоэффекта широко изучаются в связи сих применением в ВЧ – приборах, неразрушающем контроле, гидроакустике, медицинской диагностике. Среди многих анизотропных сегнетоэлектрических материалов на основе титаната свинца очень важных свинцово-кальциевые керамики вследствие их наилучших пьезоэлектрических и сегнетоэлектрических свойств. Замещение свинца в титанате свинца ионами кальция приводит к образованию системы непрерывных изовалентных твердых растворов катионного типа Рb1-xCaxTiO3 (РСТ). В работе рассмотрена структура РСТ на основе гибридизации Pb-O, Ti-O электронныхорбиталей. Замещение ионами кальция ионов свинца приводит к понижению эффективного заряда ионов Ti в октаэдрах TiО6, сильно подверженных поляризации и смещению из центра кристаллической ячейки. При х = 0,3–0,4 (Са2 +) растут сегнетоэлектри-ческие свойства РСТ. С помощью метода математического моделирования исследованы пьезоэлектрические свойства керамики РСТ с х = 0; 0,1; 0,23; 0,25.

Piezoelectric ceramic materials with high anisotropy of piezoelectric effect widely investigated for their applications in high frequency devices, non – destructive testing, hydroacoustics, medical diagnostics and others. Among several anisotropic lead – based titanate are important materials because of their better piezoelectric and ferroelectric properties. Substitution of Ca for Pb in PbTiO3 results in the isovalentcation solid solution in the Рb1-xCaxTiO3 system (РСТ). In this work the structure of PCT on the base of hybridization of Pb – O, Ti – O orbitals was consider. Replacemant of Ca2 + decreases of effective charge of Ti-ions in TiO6 – octahedron, strong subject to polarization and displacement from the centre of crystal lattice cell. At х = 0,3–0,4 (Са2 +) the ferroelectrical properties of PCT are grow. We were investigated (with mathematical modeling) piezoelectrical properties of cerami9c PCT with х = 0; 0,1; 0,23; 0,25.

пьезоэлектрическая керамика анизотропия титанат свинца – кальция кристаллическая структура химическая связь piezoelectric ceramics anisotropy lead – calcium titanate crystal structure chemical bond

1. Расторопов С.Б., Панич А.Е., Дробашева Т.И. Высокоанизотропные пьезокерамические материалы на основе титаната свинца для современной техники // Строительство – 2011: матер. Междун. науч.-практич. конф. (Ростов н/Д/, апрель 2011 г.). – Ростов н/Д/, 2011. – С. 243–245.

2. Damjanovic D. Lead based piezoelectric materials // Piezoelectric and acoustic materials for transducer applications. – New York etс.: Springer, 2008. – P. 59–80.

3. Nanoscale imaging of elastic and piezoelectric properties of nanocrystalline lead calcium titanate // Surface Science. – 2003. – Vol. 532–535. – P. 450–455.

4. Negi N.S., Sharma D.R., Rastogi C. Ferroelectric properties and fatigue behavior of (Pb0,5Ca0,5)TiO3 thin film // Integr. Ferroelectrics. – 2009. – Vol. 107. – P. 69–82.

5. Pb1-xCaxTiO3 solid solution (x = 0. 0,25, 0.50 and 0.75): a theoretical and experimental approach // Phys. Rev. B. – 2007. – Vol. 75. – P. 144111-1–144111-9.

6. Cohen R.E. Origin of ferroelectricityin perovskite oxides // Nature. – 1992. – Vol. 358. – P. 136–138.

7. Tan T.C., Krishna K.K.P., Chiou T.W., Tsai M.H., Shih H.M., Shih H.L., Hsueh H.C., Ray S.C. Asokan K., Pong W.F., Tsai M.H., Kuo S.Y., Hsieh W.F. Effect of Ca content on the electronic structure of Pb1-xCaxTiO3 perovskites // Appl. Phys. Lett. – 2003. – Vol. 83, № 16. – P. 3311–3313.

8. Turik A.V., TopolovV.Yu., Chernobabov A.N., Domain-switching degree and field dependences of piezoelectric constants in ferroelectric ceramics // Electroceramics V: Proc. Intern. Conf.Electronic Ceramics and & Applications (Aveiro. Portugal, Sept. 2–4, 1996). – Aveiro, 1996, Book I. – P. 157–160.