Импедансная спектроскопия (ВеО+TiO2)-керамики с добавкой наночастиц TiO2
Автор: Лепешев А.А., Павлов А.В., Дрокин Н.А.
Журнал: Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии @technologies-sfu
Статья в выпуске: 3 т.12, 2019 года.
Бесплатный доступ
Настоящее исследование направлено на получение электропроводной двухкомпонентной керамики на основе ВеО с добавками микро- и нанокристаллического порошка TiO2. Керамика состава (BeO+TiO2) находит применение в радиоэлектронной технике в качестве эффективных поглотителей СВЧ-излучения и в других областях современной электроники. Природа возникновения электрической проводимости и поглощения СВЧ-поля в (ВеО+TiO2)керамике окончательно не установлена. Методом импедансной спектроскопии впервые исследованы электрические и диэлектрические характеристики данной керамики в диапазоне частот от 100 Hz до 100 МHz в зависимости от присутствия в составе керамики ВеО микро- и наноразмерной фазы TiO2. Установлено, что статическое сопротивление керамики с добавкой нанопорошка оксида титана существенно уменьшается по сравнению с сопротивлением исходной керамики с микропорошком TiO2. Показано, что действительная и мнимая компоненты диэлектрической проницаемости исследуемых керамик возрастают до аномально больших величин при понижении частоты действующего электрического поля, а в области высоких частот f ≥ 108 Hz начинается процесс диэлектрической релаксации, приводящий к росту тангенса угла диэлектрических потерь. Определены диэлектрические характеристики данных образцов керамик в условиях блокирования сквозной проводимости.
(вео+tio2)-керамика, микроструктура, электрофизические свойства, импеданс, частотная зависимость, диэлектическая проницаемость, тангенс угла диэлектрических потерь
Короткий адрес: https://sciup.org/146281201
IDR: 146281201 | DOI: 10.17516/1999-494X-0144
Список литературы Импедансная спектроскопия (ВеО+TiO2)-керамики с добавкой наночастиц TiO2
- Edelstein A.S., Cammarato R.C. Nanoparticles: Synthesis, Properties and Applications, Institute of Phisics Publishing, Philadelphia, 1996. P. 170.
- Кийко В.С. Влияние добавок диоксида титана на физико-химические и люминесцентные свойства бериллиевой керамики. Неорган. Материалы, 1994, 30(5), 688-693 .
- Беляев Р.А. Окись бериллия. М.: Атомиздат, 1980. С. 221 .
- Кийко В.С., Шабунин С.Н., Макурин Ю.Н. Получение, физико-химические свойства и пропускание СВЧ-излучения керамикой на основе ВеО. Огнеупоры и техническая керамика, 2004, 10, 8-17
- Кийко В.С., Горбунова М.А., Макурин Ю.Н. Микроструктура и электропроводность компазиционной (ВеО+TiO2)-керамики. Новые огнеупоры, 2007, 11, 68-74
- Kiiko V.S. Transparent beryllia ceramics for laser technology and ionizing radiation dosimetry. Refractories and Industrial Ceramics, 2004, 5(4), 266-272.
- Gorbunova M.A., Shein I.R., Makurin Y.N., Ivanovskaya V.V., Kijko V.S., Ivanovskii A.L. Electronic structure and magnetism in BeO nanotubes induced by boron, carbon and nitrogen doping, and beryllium and oxygen vacancies inside tube walls. Physica E-Low-Dimensional Systems & Nanostructures, 2008, 4(1), 164-168.
- Пат. 2326091 RU С2 С 04 В 35/08. Способ получения электропроводной керамики на основе оксида бериллия. Ивановский А.Л., Кийко В.С., Акишин Г.П. Макурин Ю.Н.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО УГТУ-УПИ и ИХТТ УрО РАН; опубл. 10.06.2008
- Медведев М.И. Сцинтилляционные детекторы. М.: Атомиздат, 1977. 235 с.
- Landmann M., Rauls E., Schmidt W.G. The electronic structure and optical response of rutile, anatase and brookite TiO2. Journal of Physics: Condensed Matter., 2012, 24(19), 1-6.
- Thompson T.L., Yates J.T. Surface Science Studies of the Photoactivation of TiO2 -New Photochemical Processes. Chemical Reviews, 2006, 106(10), 4428-4453.
- Tang H., Prasad K., Sanjines R., Schmid P.E., Levy F. Electrical and optical properties of TiO2 anatase thin films. Journal of Applied Physics, 1994, 75(4), 2042-2047.
- Кузнецов М.В., Кийко В.С., Ивановский А.Л. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия сложной оксидной керамики: BeO-TiO2-C. Стекло и керамика, 2010, 10, 16-21
- Ушаков А.В., Лепешев А.А., Карпов И.В., Крушенко Г.Г. Физико-химические свойства порошка TiO2, полученного в плазмохимическом реакторе низкого давления. Технология металлов, 2012, 10, 27-32
- Кийко В.С., Макурин Ю.Н., Ивановский А.Л. Керамика на основе оксида бериллия: получение, физико-химические свойства и применение. Екатеринбург: УрО РАН, 2006. С. 324-332
- Беляев Б.А., Дрокин Н.А., Полубояров В.А. Исследование электрофизических характеристик катион-замещенной керамики гексаалюмината бария методом импедансной спектроскопии. Физика твердого тела, 2018, 60(2), 269-275
- Ross Macdonald J. Impedance Spectroscopy. Annals of Biomedical Engineering, 1992, 20, 289-305.
- Pradhan D.K., Choudhary R.N.P., Samantaray B.K. Studies of dielectric relaxation and AC conductivity behavior of plasticized polymer nanocomposite electrolytes. International Journal of Electrochemical Science, 2008, 3, 597-608.
- Dyre, T.B. Schrøder. Universality of ac conduction in disordered solids. Reviews of Modern Physics, 2000, 72(3), 873-892.
- Kiiko V.S., Gorbunova M.A., Makurin Yu.N., Neuimin A.D., Ivanovskii A.L. Microstructure and electric conductivity of composite (BeO+TiO2) ceramics. Refractories and Industrial Ceramics. 2007, 48(6), 429-434.
- Jianjun Liu, Chun-gang Duan, Mei W.N., Smith R.W., Hardy J.R. Dielectric Properties and Maxwell-Wagner Relaxation of Kompounds ACu3Ti4O12 (A = Ca,Bi2/3,Y2/3,La2/3). Journal of applied physics, 2005, 98, 093703, 093703-1-093703-5.
- Bordi F., Camettiand C., Colby R.H. Dielectric spectroscopy and conductivity of polyelectrolyte solutions. J. Phys. Condens. Matter., 2004. 16, 1423-1463.
- Ненашева Е.А., Трубицына О.Н., Картенко Н.Ф., Усов О.А. Керамические материалы для СВЧ-электроники. Физика твердого тела, 1999, 41(5), 882-884
