Nātrija bismuta titanāta un uz tā bāzes veidotu cieto šķīdumu elektromehāniskās īpašības

Abstract

Apzinoties svina negatīvo ietekmi uz dabu, pēdējo 20 gadu laikā zinātnieki arvien lielāku uzmanību ir pievērsuši svinu nesaturošu segnetoelektrisko materiālu pētīšanai. Viens no šādiem materiāliem ir nātrija bismuta titanāts (NBT), kura elektromehāniskās īpašības potenciāli varētu būt samērojamas ar šobrīd ierīcēs izmantotiem materiāliem un atsevišķos pielietojumos jau pārspēj tos. Darbā tiek pētīts gan tīrs NBT, gan tā savienojumi ar lantanīdiem – erbiju un iterbiju –, kā arī cietie šķīdumi ar nātrija niobātu (NaNbO3), bārija titanātu (BaTiO3) un kalcija titanātu (CaTiO3). Darba mērķis ir noskaidrot, kāda ir piedevu ietekme uz materiāla elektromehāniskajām īpašībām un kā tās mainās temperatūras izmaiņas rezultātā. Mērķa realizēšanai tika mērīta paraugu polarizācijas un deformācijas atkarība no pieliktā elektriskā lauka intensitātes pie dažādām temperatūrām, kā arī ar d33-metru noteikts pjezoelektriskais koeficents d33.

In the last 20 years scientists have paid more attention to the research of lead free ferroelectric materials, considering the bad impact that lead has on the environment. One such promising material is sodium bismuth titanate (NBT) whose electromechanical properties could potentially be comparative to and in some applications are even better than the materials used today. The focus of the research is on both pure NBT and compounds that are doped with lanthanides such as erbium and ytterbium as well as solid solutions with sodium niobate (NaNbO3), barium titanate (BaTiO3) and calcium titanate (CaTiO3). The objective of the thesis is to determine the effects of dopants on electromechanical properties and how these properties change depending on the temperature. To achieve this goal the polarization and deformation from the applied electric field intensity on the samples was measured at different temperatures as well as piezoelectric coefficient d33 determined using “d33-meter”.