Влияние добавки нитрида бора на образование и свойства сегнетоэлектрической полупроводниковой керамики на основе метатитаната бария–стронция
Получена сегнетоэлектрическая полупроводниковая керамика на основе метатитаната бария-стронция с добавкой нитрида бора, изучены ее микроструктура и электрофизические свойства. Определены концентрационные пределы стронция и нитрида бора, в которых керамика является низкоомной и проявляет эффект полож...
Збережено в:
| Дата: | 2007 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України
2007
|
| Назва видання: | Украинский химический журнал |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/185758 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Влияние добавки нитрида бора на образование и свойства сегнетоэлектрической полупроводниковой керамики на основе метатитаната бария–стронция / О.И. Вьюнов, Д.A. Дурилин, Л.Л. Коваленко, А.Г. Белоус // Украинский химический журнал. — 2007. — Т. 73, № 8. — С. 76-80. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-185758 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1857582022-10-10T01:24:35Z Влияние добавки нитрида бора на образование и свойства сегнетоэлектрической полупроводниковой керамики на основе метатитаната бария–стронция Вьюнов, О.И. Дурилин, Д.A. Коваленко, Л.Л. Белоус, А.Г. Неорганическая и физическая химия Получена сегнетоэлектрическая полупроводниковая керамика на основе метатитаната бария-стронция с добавкой нитрида бора, изучены ее микроструктура и электрофизические свойства. Определены концентрационные пределы стронция и нитрида бора, в которых керамика является низкоомной и проявляет эффект положительного температурного коэффициента сопротивления при относительно низкой температуре (≈ 60—70 °С). Исследована зависимость электрофизических свойств от химического состава синтезированной керамики. Отримано сегнетоелектричну напівпровідникову кераміку на основі метатитанату барію-стронцію з домішкою нітриду бору, вивчені її мікроструктура та електрофізичні властивості. Досліджено концентраційні межі стронцію та нітриду бору, в яких кераміка є низькоомною і проявляє ефект позитивного температурного коефіцієнта опору при відносно низькій температурі (≈ 60—70 °С). Ferroelectrics-semiconductors based on barium-strontium titanate doped with boron nitride have been synthesized. Microstructure and electrophysical properties of synthesized ceramics have been studied. Concentration ranges of strontium and boron nitride, within which ceramics have low resistivity at room temperature and positive temperature coefficient of resistivity in the temperature range above Т ≈ 60—70 °С, have been determined. 2007 Article Влияние добавки нитрида бора на образование и свойства сегнетоэлектрической полупроводниковой керамики на основе метатитаната бария–стронция / О.И. Вьюнов, Д.A. Дурилин, Л.Л. Коваленко, А.Г. Белоус // Украинский химический журнал. — 2007. — Т. 73, № 8. — С. 76-80. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 0041–6045 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/185758 621.315.592:54-185 ru Украинский химический журнал Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Неорганическая и физическая химия Неорганическая и физическая химия |
| spellingShingle |
Неорганическая и физическая химия Неорганическая и физическая химия Вьюнов, О.И. Дурилин, Д.A. Коваленко, Л.Л. Белоус, А.Г. Влияние добавки нитрида бора на образование и свойства сегнетоэлектрической полупроводниковой керамики на основе метатитаната бария–стронция Украинский химический журнал |
| description |
Получена сегнетоэлектрическая полупроводниковая керамика на основе метатитаната бария-стронция с добавкой нитрида бора, изучены ее микроструктура и электрофизические свойства. Определены концентрационные пределы стронция и нитрида бора, в которых керамика является низкоомной и проявляет эффект положительного температурного коэффициента сопротивления при относительно низкой температуре (≈ 60—70 °С). Исследована зависимость электрофизических свойств от химического состава синтезированной керамики. |
| format |
Article |
| author |
Вьюнов, О.И. Дурилин, Д.A. Коваленко, Л.Л. Белоус, А.Г. |
| author_facet |
Вьюнов, О.И. Дурилин, Д.A. Коваленко, Л.Л. Белоус, А.Г. |
| author_sort |
Вьюнов, О.И. |
| title |
Влияние добавки нитрида бора на образование и свойства сегнетоэлектрической полупроводниковой керамики на основе метатитаната бария–стронция |
| title_short |
Влияние добавки нитрида бора на образование и свойства сегнетоэлектрической полупроводниковой керамики на основе метатитаната бария–стронция |
| title_full |
Влияние добавки нитрида бора на образование и свойства сегнетоэлектрической полупроводниковой керамики на основе метатитаната бария–стронция |
| title_fullStr |
Влияние добавки нитрида бора на образование и свойства сегнетоэлектрической полупроводниковой керамики на основе метатитаната бария–стронция |
| title_full_unstemmed |
Влияние добавки нитрида бора на образование и свойства сегнетоэлектрической полупроводниковой керамики на основе метатитаната бария–стронция |
| title_sort |
влияние добавки нитрида бора на образование и свойства сегнетоэлектрической полупроводниковой керамики на основе метатитаната бария–стронция |
| publisher |
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України |
| publishDate |
2007 |
| topic_facet |
Неорганическая и физическая химия |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/185758 |
| citation_txt |
Влияние добавки нитрида бора на образование и свойства сегнетоэлектрической полупроводниковой керамики на основе метатитаната бария–стронция / О.И. Вьюнов, Д.A. Дурилин, Л.Л. Коваленко, А.Г. Белоус // Украинский химический журнал. — 2007. — Т. 73, № 8. — С. 76-80. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
| series |
Украинский химический журнал |
| work_keys_str_mv |
AT vʹûnovoi vliâniedobavkinitridaboranaobrazovanieisvojstvasegnetoélektričeskojpoluprovodnikovojkeramikinaosnovemetatitanatabariâstronciâ AT durilinda vliâniedobavkinitridaboranaobrazovanieisvojstvasegnetoélektričeskojpoluprovodnikovojkeramikinaosnovemetatitanatabariâstronciâ AT kovalenkoll vliâniedobavkinitridaboranaobrazovanieisvojstvasegnetoélektričeskojpoluprovodnikovojkeramikinaosnovemetatitanatabariâstronciâ AT belousag vliâniedobavkinitridaboranaobrazovanieisvojstvasegnetoélektričeskojpoluprovodnikovojkeramikinaosnovemetatitanatabariâstronciâ |
| first_indexed |
2025-07-16T06:38:12Z |
| last_indexed |
2025-07-16T06:38:12Z |
| _version_ |
1837784520329265152 |
| fulltext |
ко отличаются от полос в спектре свободной 5,5-
диэтилбарбитуровой кислоты. В-четвертых, не
для всех полученных продуктов на термограви-
граммах присутствует эффект плавления кислоты.
РЕЗЮМЕ. Вивчено взаємодію 5,5-діетилбарбітура-
тів кобальту (II), нікелю (II), міді (II) та цинку з тіосемі-
карбазидом. Продукти взаємодії виділені та досліджені
методами хімічного та рентгенофазового аналізів, ІЧ-
спектроскопії та термогравіметрії.
SUMMARY. The interaction of cobalt (II), nickel
(II), copper (II) and zinc (II) 5,5-diethylbarbiturates with
thiosemicarbazide has been studied. The interaction pro-
ducts have been isolated and investigated by chemical
analysis, X-ray powder diffraction study, IR spectroscopy
and thermogravimetry methods.
1. Ковальчукова О.В., Молодкин А.К., Гридасова Р.К. //
Журн. неорган. химии. -1983. -28, № 4. -С. 1067, 1068.
2. Ковальчукова О.В., Зайцев Б.Е., Молодкин А .К.,
Гридасова Р.К. // Там же. -1985. -30, № 7. -С.
1769—1773.
3. Ковальчукова О.В., Молодкин А .К., Гридасова Р.К.,
Вычужанин В.А . // Там же. -1985. -30, № 12. -С.
3134—3138.
4. Кокшарова Т .В. // Укр. хим. журн. -2003. -69, №
10. -С. 81—84.
5. Кокшарова Т .В. // Журн. общ. химии. -2004. -74,
№ 10. -С. 1644—1648.
6. Campbell M .J., Grzeskowiak R . // J. Chem. Soc. (A).
-1967. -№ 3. -Р. 396—401.
7. Кокшарова Т .В., Присяжнюк А .И. // Укр. хим.
журн. -1989. -55, № 12. -С. 1244—1247.
8. Singh B., Singh R., Chaudhary R.V., Thakur K.P. //
Ind J. Chem. -1973. -11, № 2. -P. 174—177.
9. Присяжнюк А .И ., Кокшарова Т .В. Деп. в ВИНИТИ
11 янв. 1983 г., № 184–83 Деп.
10. Гордон А ., Форд Р. Спутник химика. -М.: Мир, 1976.
11. Голуб А .М ., Скопенко В.В. Основи координаційної
хімії. -Київ: Вищa шк., 1977.
12. Craven B.M ., V izzini E.A., Rodrigues M .M . // Acta
Cryst. -1969. -B25. -P. 1978—1993.
13. Кукушкин Ю.Н . Химия координационных соеди-
нений. -М .: Высш. шк., 1985.
14. ASTM Diffraction data file, Phil, 1969.
15. Краткая химическая энциклопедия. -М .: Совет.
энциклопедия, 1961. -Т. 1. -С. 534.
16. Lai Chian Sing, T ieknik Edward R.T . // Appl. Orga-
nomet. Chem. -2003. -17, № 4. -P. 251—252; РЖХим
03.21-19В.23.
Oдесский национальный университет им. И .И . Мечникова Поступила 09.12.2005
УДК 621.315.592:54-185
О.И. Вьюнов, Д.A. Дурилин, Л.Л. Коваленко, А.Г. Белоус
ВЛИЯНИЕ ДОБАВКИ НИТРИДА БОРА НА ОБРАЗОВАНИЕ И СВОЙСТВА
СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВОЙ КЕРАМИКИ
НА ОСНОВЕ МЕТАТИТАНАТА БАРИЯ–СТРОНЦИЯ
Получена сегнетоэлектрическая полупроводниковая керамика на основе метатитаната бария-стронция
с добавкой нитрида бора , изучены ее микроструктура и электрофизические свойства . Определены концен-
трационные пределы стронция и нитрида бора , в которых керамика является низкоомной и проявля-
ет эффект положительного температурного коэффициента сопротивления при относительно низкой тем-
пературе (≈ 60—70 оС). Исследована зависимость электрофизических свойств от химического состава
синтезированной керамики.
Керамика на основе сегнетоэлектрическогo
полупроводникового метатитаната бария благода-
ря положительному температурному коэффици-
енту сопротивления (ПТКС) широко применяется
в технике (термостабилизированные нагреватели,
системы защиты электрических схем и др.) [1, 2].
Полупроводниковые свойства в сегнетоэлектри-
ческом метатитанате бария образуются при час-
тичном гетеровалентном замещении ионов бария
ионами редкоземельных элементов (донорные до-
бавки) [3]. При использовании в качестве донор-
ной добавки иттрия с концентрацией 0.2—0.4 %
мол. керамика обладает высоким температурным
коэффициентом сопротивления. Температурный
интервал, в котором проявляется эффект ПТКС,
связан с температурой фазового перехода сегнето-
тоэлектрик—параэлектрик (в метатитанате бария
≈ 120 оС). Температуру фазового перехода можно
© О.И . Вьюнов, Д .A. Дурилин, Л .Л. Коваленко, А.Г. Белоус , 2007
76 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2007. Т. 73, № 8
изменять , например, частичным замещением
бария изовалентными ионами кальция, стронция,
свинца [4]. Так, смещение эффекта ПТКС в низко-
температурную область наблюдается при образо-
вании твердого раствора метатитаната бария–
стронция. Однако при повышении содержания
стронция в метатитанате бария сужается концен-
трационный диапазон донорной добавки, в кото-
ром проявляется эффект ПТКС [5] и повышается
удельное сопротивление при комнатной темпе-
ратуре. В то же время для ряда технических нужд
важно получить керамику на основе метатитаната
бария-стронция, в которой данный эффект прояв-
лялся бы при относительно низких температурах
(≈ 60—70 оС), и которая была бы низкоомной при
комнатной температуре (ρ ≈ 100—200 Ом⋅см). Час-
то при изготовлении такой керамики в качестве
минерализатора используют диоксид кремния,
который не входит в кристаллическую структуру.
Как показали исследования, применение в качес-
тве минерализатора бескислородных соединений
(Si3N4 [6], BN [7], TiB2, TiC, TiN [8]), которые в
значительной степени влияют на микроструктуру
и характер окислительно-восстановительных реак-
ций, обеспечивает улучшение электрофизических
свойств керамики c Т > 120 oС (в частности, по-
нижение удельного сопротивления при комнат-
ной температуре). Поэтому целью данной работы
было исследование возможности получения мате-
риалов, в которых эффект ПТКС проявлялся бы
при низких температурах (≈ 60—70 оС) и которые
характеризовались бы относительно низким уде-
льным сопротивлением при комнатных темпера-
турах (ρ ≈ 100—200 Ом⋅см).
Материалы для исследования были получены
методом твердофазных реакций из исходных реа-
гентов BaCO3, SrCO3, TiO2, Y2O3 квалификации
ос.ч. Стехиометрические количества данных реа-
гентов смешивали и гомогенизировали на вибро-
мельнице из материалов, исключающих намол. Син-
тез шихты проводили при температуре 1150 оС,
в которую вводили нитрид бора BN марки х.ч.
Прессовали образцы диаметром 10 мм и толщи-
ной 3 мм. Обжиг проводили в воздушной атмос-
фере в диапазоне температур 1300—1380 оС.
Фазовые превращения изучали методом тер-
мического анализа (прибор Q-1000 ОД-102, ско-
рость нагрева 10 град/мин). Рентгеновские исследо-
вания проводили на дифрактометре ДРОН-4-07
(CuКα-излучение), подключенного через интер-
фейс к компьютеру. Съемку рентгенограмм осу-
ществляли в пошаговом режиме в интервале 2θ=
=10—150 о с шагом ∆2θ = 0.02о и экспозицией 10 с.
Для исследования электрофизических свойств на
спеченные образцы наносили алюминиевые элек-
троды методом выжигания пасты. Измерения про-
водили в широком интервале температур и на-
пряженностей электрического поля. Кратность из-
менения сопротивления в области ПТКС опреде-
ляли как соотношение максимального удельного
сопротивления (ρмах) к минимальному (ρмin). Коэф-
фициент варисторного эффекта (Квар) определяли
по формуле ln(ρE 1
/ρE 2
)/(E1 – E2)⋅100 %, где ρE 1
и
ρE2
— сопротивление образца при напряженнос-
тях электрического поля Е1 и Е2 соответственно.
Исследование влияния добавки нитрида бора
на электрофизические свойства сегнетоэлектриче-
ской полупроводниковой керамики проводили на
образцах состава (Ba0.846Y0.004Sr0.15)TiO3, кото-
рый, как показали наши исследования [5], лучше
всего удовлетворяет поставленным требованиям.
Недостатком этой керамики при использовании в
качестве минерализатора диоксида кремния явля-
ется высокое удельное сопротивление при комна-
тной температуре (таблица). Для снижения удель-
ного сопротивления данной керамики на стадии
спекания вводили минерализатор — нитрид бора.
По данным термического и рентгенофазового
анализов установлено, что в системе (Ba0.846Y0.004-
Sr0.15)TiO3 — 10 % мол. BN наблюдается сниже-
ние температуры окисления нитрида бора на 100
оС, по сравнению с температурой окисления инди-
видуального BN, в диапазоне температур 900—
1000 оС, уменьшается количество нитрида бора и
образуется фаза двойного бората бария-титана в
результате взаимодействия оксида бора с метати-
танатом бария, что сопровождается экзоэффек-
том на кривой ДТА при 950 оС:
4BN + 3O2
900 o C
2B2O3 + 2N2 ;
BaTiO3 + B2O3
950o C
BaTi(BO3)2 .
Снижение интенсивности рефлексов твердого
раствора метатитаната бария-стронция на дифрак-
тограммах образцов после термообработки при
1360 оС связано с образованием борсодержащих
стекол (BaTi(BO3)2 и BanB2O3+n, где n>3). По ре-
зультатам рентгенофазового анализа присутствие
индивидуальных фаз, содержащих иттрий, не вы-
явлено, так как содержание иттрия в образцах не
превышает 1 % мол.
При использовании в качестве минерализа-
тора диоксида кремния в позисторной керамике
состава (Ba0.846Y0.004Sr0.15)TiO3 достигается мак-
симальная проводимость образцов при темпера-
туре спекания 1360 ± 5 оС. Преимуществом испо-
ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2007. Т . 73, № 8 77
льзования нитрида бора в качестве минерализато-
ра является то, что оптимум электрофизических
свойств образуется в широком температурном ин-
тервале (рис. 1) благодаря борсодержащей жид-
кой фазе, которая интенсифицирует формирова-
ние полупроводникового твердого раствора и ке-
рамической структуры, что важно для обеспечения
высокой степени воспроизводимости.
Зависимость удельного сопротивления сегне-
тоэлектрической полупроводниковой керамики со-
става (Ba0.846Y0.004Sr0.15)TiO3 + у % мол. BN от со-
держания нитрида бора представлена на рис. 2.
При малых содержаниях нитрида бора (до 0.1 %
мол.) удельное сопротивление образцов снижает-
ся, что связано с образованием слабовосстанови-
тельной атмосферы в результате окисления BN
(на стадии нагрева керамики в процессе спекания),
а также с формированием борсодержащей жид-
кой фазы, которая препятствует глубокому окисле-
нию зерен (на стадии охлаждения). В последнем
случае происходит процесс “смачивания” границ
зерен, при котором скорость диффузии кислорода
в объем зерна уменьшается [8]. С дальнейшим ро-
стом содержания минерализатора наблюдается пла-
вное увеличение удельного сопротивления образ-
цов, так как происходит повышение содержания
непроводящей жидкой фазы на границе зерен.
Кристаллографические и электрофизические свойства керамики на основе метатитаната бария-стронция
Параметры (Ba0.846Y0.004Sr0.15)TiO3
+ 2 % мол. SiO2
(Ba0.846Sr0.15Y0.004)TiO3 + y % мол. BN
у = 0.1 у = 0.25 у = 0.4 у = 0.55 у = 0.7 у = 1.5
Параметры элементарной ячейки P4mm
a, A
o
3.9866(6) 3.9866(5) 3.9866(4) 3.9866(6) 3.9866(3) 3.9866(5) 3.9866(6)
c, A
o
4.0281(1) 4.0281(1) 4.0281(2) 4.0281(1) 4.0281(3) 4.0281(2) 4.0281(1)
V , A
o 3 63.664(4) 63.665(4) 63.664(4) 63.663(4) 63.664(4) 63.666(4) 63.664(4)
Фактор достоверности
RB, % 4.04 4.04 4.04 4.04 4.04 4.04 4.04
R f, % 2.78 2.78 2.78 2.78 2.78 2.78 2.78
Электрофизические параметры
Pэксп, г/см3 5.42 5.42 5.43 5.41 5.43 5.44 5.41
Pрент, г/см3 6.02 6.02 6.02 6.02 6.02 6.02 6.02
ρ20
o
C, Ом⋅см 103 71.8 93.4 103.8 109.5 118.1 147.7
ρmax/ρmin 3.871 3.779 3.887 4.202 4.288 4.233 4.239
Kвар, % 9.991 35.51 36.49 36.56 37.82 38.22 44.53
dср, мкм 10 8 8 6 5 4 10
Рис. 1. Зависимость удельного сопротивления керамики
от температуры спекания:
1 — (Ba0.846Sr0.15Y0.004)TiO3 + 2 % мол. SiO2 ;
2 — (Ba0.846Sr0.15Y0.004)TiO3 + 0.1 % мол. BN ;
3 — (Ba0.846Sr0.15Y0.004)TiO3 + 1.5 % мол. BN.
Рис. 2. Зависимость удельного сопротивления кера-
мики состава (Ba 0.846Sr0.15Y0.004)TiO3 + у % мол . BN
от содержания нитрида бора .
78 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2007. Т. 73, № 8
Повышение содержания жидкой фазы
между зернами в позисторной керамике так-
же влияет на характер эффекта ПТКС. А
именно, с ростом содержания нитрида бора
удельное сопротивление образцов в облас-
ти температур 200—400 оС слабо изменяет-
ся (рис. 3). Это связано с тем, что при высо-
ких температурах электрофизические свой-
ства керамики преимущественно опреде-
ляются свойством диэлектрической фазы
на границе зерен [10]; в межзеренном про-
странстве присутствует несегнетоэлектри-
ческая фаза, свойства которой мало зави-
сят от температуры, следовательно, удель-
ное сопротивление в температурном диа-
пазоне 200—400 оС изменяется незначите-
льно. Кроме этого, с ростом содержания ни-
трида бора в позисторной керамике наблю-
дается рост кратности изменения сопро-
тивления в области ПТКС, что важно для ее
технического применения (см. рис. 3, а).
Исследования микроструктуры керами-
ки системы (Ba0.846Sr0.15Y0.004)TiO3 + у %
мол. BN показывают, что при введении
нитрида бора наблюдается уменьшение разме-
ров кристаллитов (рис. 4), однако при содержа-
нии BN выше 1.5 % мол. в межзеренном прост-
ранстве образуется избыточное количество борсо-
держащей жидкой фазы, что приводит к нежела-
тельному росту зерен.
Изменение сопротивления сегнетоэлектриче-
ской полупроводниковой керамики при прило-
жении внешнего электрического поля (варистор-
ный эффект) является важным техническим требо-
ванием. Анализ зависимости нормированного
удельного сопротивления от напряженности элек-
трического поля образцов систем (Ba0.846Sr0.15-
Y0.004)TiO3 + у % мол. BN с различным содержа-
нием нитрида бора показывает, что удельное со-
противление керамики в меньшей степени зави-
сит от величины напряженности электрического
поля по сравнению с образцом этой же системы,
но в которой в качестве минерализатора исполь-
зуется диоксид кремния (рис. 5). Также наблюда-
ется зависимость варисторного эффекта от мик-
роструктуры сегнетоэлектрической полупровод-
Рис. 3. Температурная зависимость удельного сопроти-
вления керамики состава (Ba0.846Sr0.15Y0.004)TiO3 с раз-
личным содержанием минерализатора (% мол .): 0.1
BN (1); 0.7 BN (2); 1.5 BN (3); а — зависимость мак-
симального и минимального удельного сопротивления
керамики состава (Ba0.846Sr0.15Y0.004)TiO3 + у % мол. BN
от содержания нитрида бора (цифры — значения
lg(ρmax/ρmin)).
Рис. 4. Фотографии микроструктуры керамики состава
(Ba0.846Sr0.15Y0.004)TiO3 с различным содержанием минерализа-
тора (% мол.): 2 SiO2 (а); 0.1 BN (б); 0.7 BN (в); 1.5 BN (г).
Рис. 5. Зависимость нормированного удельного сопро-
тивления от напряженности электрического поля кера-
мики состава (Ba0.846Sr0.15Y0.004)TiO3 с различным
содержанием минерализатора (% мол.): 2 SiO2 (1); 0.1
BN (2); 0.7 BN (3); 1.5 BN (4).
а б
в г
ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2007. Т . 73, № 8 79
никовой керамики, а именно, в мелкозернистой
керамике варисторный эффект меньше. Это объяс-
няется тем, что напряжение внешнего электричес-
кого поля распределяется преимущественно по диэ-
лектрическим границам зерен. В керамике с ме-
ньшим размером зерен количество диэлектричес-
ких границ на единицу объема больше по сравне-
нию с крупнозернистой керамикой, следователь-
но, варисторный эффект меньше.
Таким образом, при исследовании влияния ни-
трида бора на синтез и электрофизические свой-
ства керамики на основе метатитаната бария-
стронция установлено, что в процессе окисления
BN происходит образование борсодержащей жид-
кой фазы, которая препятствует глубокому окис-
лению зерен, а также интенсифицирует процессы
формирования полупроводникового твердого рас-
твора и керамической структуры. Это позволило
синтезировать низкоомную керамику при комна-
тной температуре (ρ ≈ 100—200 Ом⋅см), в которой
эффект ПТКС проявляется при относительно
низких температурах (≈ 60—70 оС).
РЕЗЮМЕ. Отримано сегнетоелектричну напівпро-
відникову кераміку на основі метатитанату барію-стро-
нцію з домішкою нітриду бору, вивчені її мікрострук-
тура та електрофізичні властивості. Досліджено концен-
траційні межі стронцію та нітриду бору, в яких кераміка
є низькоомною і проявляє ефект позитивного темпера-
турного коефіцієнта опору при відносно низькій темпе-
ратурі (≈ 60—70 оС).
SUMMARY. Ferroelectrics-semiconductors based on
barium-strontium titanate doped with boron nitride have
been synthesized. Microstructure and electrophysical pro-
perties of synthesized ceramics have been studied. Concen-
tration ranges of strontium and boron nitride, within which
ceramics have low resistivity at room temperature and
positive temperature coefficient of resistivity in the tempe-
rature range above Т ≈ 60—70 оС, have been determined.
1. Ford R., Khan H . // J. Appl. Phys. -1987. -61, №
6. -P. 2381—2386.
2. Padmini P., Hari N.S ., Kutty T.R . // Sensors and
actuators. A. Phys. -1995. -50, № 1–2. -P. 39—44.
3. Belous A.G., V’yunov O.I., Y anchevskii O.Z ., Kova-
lenko L .L . // Key Engineering Materials. -1997. -
132–136, № 1. -P. 1313—1316.
4. Белоус А .Г., Вьюнов О.И ., Коваленко Л.Л. и др. //
Неорган. материалы. -2003. -39, № 2. -С. 181—186.
5. Белоус А.Г., Янчевский О.З., Вьюнов О.И., Коваленко
Л.Л. // Укр. хим. журн. -1998. -64, № 11. -C. 3—7.
6. Белоус А .Г., Вьюнов О.И ., Ковыляев В.В. // Там
же. -1996. -62, № 6. -С. 75—78.
7. Коваленко Л.Л., Вьюнов О.И., Хоменко Б.С. и др.
// Там же. -1998. -64, № 3. -С. 13—18.
8. Коваленко Л.Л., Вьюнов О.И., Хоменко Б.С. и др.
// Там же. -1998. -64, № 2. -С. 3—8.
9. Нешпор В.С., Самсонов Г.В. // Журн. прикл. химии.
-1957. -30, № 11. -С. 1584—1588.
10. Раевский И.П., Павлов А.Н., Бондаренко Е.И. и др. //
Изв. АН СССР. Сер. Физ. -1990. -54, № 4. -С. 760—763.
Институт общей и неорганической химии Поступила 19.07.2006
им. В.И . Вернадского НАН Украины, Киев
УДК 546.87’42’41’56’65
С.А. Недилько, Т.А. Войтенко
СОДЕРЖАНИЕ КИСЛОРОДА И СВОЙСТВА СИСТЕМЫ Bi2–хLnxSr2CaCu2O8+z
(Ln — La, Nd, Y, Ho, Lu)
Твердофазным методом с предварительным получением прекурсора синтезированы образцы состава
Bi2–хLnxSr2CaCu2O8+z (Ln — La, Nd, Y, Ho, Lu). Исследованы область гомогенности, структурные и элек-
трофизические характеристики, кислородная стехиометрия образцов в системах Bi2–хLnxSr2CaCu2O8+ z
(Ln — La, Nd, Y, Ho, Lu) от степени замещения х и температуры перехода в сверхпроводящее состояние
Т с
on. Изучено влияние условий термической обработки на величину кислородного индекса и критиче-
скую температуру. Показано, что границы области гомогенности уменьшаются от Lu3+ (0 ≤ x ≤ 0.3)
к La3+ (0 ≤ x ≤ 0.15).
Высокотемпературные сверхпроводящие ма-
териалы на основе купратов висмута и редкозе-
мельных элементов применяются в микроэлект-
ронике, медицине и технике [1]. Хотя структурные
© С.А. Недилько, Т.А. Войтенко, 2007
80 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2007. Т. 73, № 8
|