BaTiO₃とPbTiO₃のテンプレートを用いたテクスチャーされたPMN-30PTセラミックの比較調査とメカニズム分析

科学分野:

• 材料科学
• セラミック・エンジニアリング
• 固体化学

背景:

• 同質の鉛チタネート (PT) テンプレートは,繊細な鉛ベースのピエゾセラミックに最適です.
• テクスチャーメカニズムとマイクロクリスタル変換の調査は,セラミック特性を最適化するために不可欠です.

研究 の 目的:

• PTテンプレートのテクスチャーメカニズムとトポロジカルマイクロクリスタル変換を比較的に分析する.
• テンプレート・グラン・グロース (TGG) テクニックで作成されたBaTiO3 (BT) とPbTiO3 (PT) テンプレートの性能を評価する.

主な方法:

• テンプレート・グライン・グロース (TGG) テクニック
• テンプレートとして 001 方向の BaTiO3 (BT) と PbTiO3 (PT) の比較調査
• 質感因子,ピエゾ電気係数,ドメイン構造の分析

主要な成果:

• BTテンプレートは,ロトゲーリング因数91%とピエゾ電気係数824 pC N-1の,並列のストライプドメインを呈するテクスチャーされたセラミクスを生み出した.
• PTテンプレートはロトゲリング因数11%とピエゾ電気係数534 pC N-1のセラミクスを生成し,指紋のようなドメインを示した.
• PTテンプレートはBi3+の置換とインターレイヤーの分離により,PTナノシートを形成し,複雑なAurivillius構造に埋め込まれているため,形態が悪く,構造が不安定であることが示されました.

結論:

• BTテンプレートはPTテンプレートより優れているので,高性能なテクスチャーピエゾセラミクスを得ることができます.
• PTテンプレートの構造的不安定性と拡散感性は,テクスチャのピエゾセラミクスの適用に重大な課題をもたらします.
• PTテンプレート形態と安定性を最適化することは,その成功利用のために必要である.