Синтез материалов на основе системы (1–x)BaTi.O₃—xK₀.₅Bi₀.₅TiO₃ , проявляющих эффект ПТКС
Изучены микроструктура и характеристики эффекта положительного температурного коэффициента сопротивлeния (ПТКС) материалов на основе системы (1–x)BaTi.O₃—xK₀.₅Bi₀.₅TiO₃ (0 ≤ x ≤ 0.5). Определена последовательность реакций, протекающих при синтезе данных материалов. Показано, что размер зерен уменьша...
Збережено в:
| Дата: | 2011 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України
2011
|
| Назва видання: | Украинский химический журнал |
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/187467 |
| 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: | Синтез материалов на основе системы (1–x)BaTi.O₃—xK₀.₅Bi₀.₅TiO₃ , проявляющих эффект ПТКС / Т.А. Плутенко, О.И. Вьюнов, А.Г. Белоус // Украинский химический журнал. — 2011. — Т. 77, № 11. — С. 20-24. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-187467 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1874672022-12-30T01:26:06Z Синтез материалов на основе системы (1–x)BaTi.O₃—xK₀.₅Bi₀.₅TiO₃ , проявляющих эффект ПТКС Плутенко, Т.А. Вьюнов, О.И. Белоус А.Г. Неорганическая и физическая химия Изучены микроструктура и характеристики эффекта положительного температурного коэффициента сопротивлeния (ПТКС) материалов на основе системы (1–x)BaTi.O₃—xK₀.₅Bi₀.₅TiO₃ (0 ≤ x ≤ 0.5). Определена последовательность реакций, протекающих при синтезе данных материалов. Показано, что размер зерен уменьшается с увеличением значения х. Исследовано влияние размера зерна керамики на характеристики эффекта ПТКС. Вивчено мікроструктуру та характеристики ефекту позитивного температурного коефіцієнта опору (ПТКО) матеріалів на основі системи (1–x )BaTi.O₃—xK₀.₅Bi₀.₅TiO₃ (0 ≤ x ≤ 0.5). Визначено послідовність реакцій, що протікають при синтезі даних матеріалів. Показано, що розмір зерен зменшується зі збільшенням значення х. Досліджено вплив розміру зерна кераміки на характеристики ефекту ПТКО. The microstructure and characteristics of the positive temperature coefficient of resistivity (PTCR) effect in (1–x)BaTi.O₃—xK₀.₅Bi₀.₅TiO₃ system (0 ≤ x ≤ 0.5) were studied. The sequence of reactions that occur during the synthesis of these materials was determined. It was shown that the grain size decreases with x increasing. The influence of grain size of ceramics on the characteristics of PTCR effect was investigated. 2011 Article Синтез материалов на основе системы (1–x)BaTi.O₃—xK₀.₅Bi₀.₅TiO₃ , проявляющих эффект ПТКС / Т.А. Плутенко, О.И. Вьюнов, А.Г. Белоус // Украинский химический журнал. — 2011. — Т. 77, № 11. — С. 20-24. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. 0041–6045 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/187467 546.82’87’43’32/621.316.723.2:[621.316.825.2] 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 Плутенко, Т.А. Вьюнов, О.И. Белоус А.Г. Синтез материалов на основе системы (1–x)BaTi.O₃—xK₀.₅Bi₀.₅TiO₃ , проявляющих эффект ПТКС Украинский химический журнал |
| description |
Изучены микроструктура и характеристики эффекта положительного температурного коэффициента сопротивлeния (ПТКС) материалов на основе системы (1–x)BaTi.O₃—xK₀.₅Bi₀.₅TiO₃ (0 ≤ x ≤ 0.5). Определена последовательность реакций, протекающих при синтезе данных материалов. Показано, что размер зерен уменьшается с увеличением значения х. Исследовано влияние размера зерна керамики на характеристики эффекта ПТКС. |
| format |
Article |
| author |
Плутенко, Т.А. Вьюнов, О.И. Белоус А.Г. |
| author_facet |
Плутенко, Т.А. Вьюнов, О.И. Белоус А.Г. |
| author_sort |
Плутенко, Т.А. |
| title |
Синтез материалов на основе системы (1–x)BaTi.O₃—xK₀.₅Bi₀.₅TiO₃ , проявляющих эффект ПТКС |
| title_short |
Синтез материалов на основе системы (1–x)BaTi.O₃—xK₀.₅Bi₀.₅TiO₃ , проявляющих эффект ПТКС |
| title_full |
Синтез материалов на основе системы (1–x)BaTi.O₃—xK₀.₅Bi₀.₅TiO₃ , проявляющих эффект ПТКС |
| title_fullStr |
Синтез материалов на основе системы (1–x)BaTi.O₃—xK₀.₅Bi₀.₅TiO₃ , проявляющих эффект ПТКС |
| title_full_unstemmed |
Синтез материалов на основе системы (1–x)BaTi.O₃—xK₀.₅Bi₀.₅TiO₃ , проявляющих эффект ПТКС |
| title_sort |
синтез материалов на основе системы (1–x)bati.o₃—xk₀.₅bi₀.₅tio₃ , проявляющих эффект пткс |
| publisher |
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України |
| publishDate |
2011 |
| topic_facet |
Неорганическая и физическая химия |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/187467 |
| citation_txt |
Синтез материалов на основе системы (1–x)BaTi.O₃—xK₀.₅Bi₀.₅TiO₃ , проявляющих эффект ПТКС / Т.А. Плутенко, О.И. Вьюнов, А.Г. Белоус // Украинский химический журнал. — 2011. — Т. 77, № 11. — С. 20-24. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
| series |
Украинский химический журнал |
| work_keys_str_mv |
AT plutenkota sintezmaterialovnaosnovesistemy1xbatio3xk05bi05tio3proâvlâûŝihéffektptks AT vʹûnovoi sintezmaterialovnaosnovesistemy1xbatio3xk05bi05tio3proâvlâûŝihéffektptks AT belousag sintezmaterialovnaosnovesistemy1xbatio3xk05bi05tio3proâvlâûŝihéffektptks |
| first_indexed |
2025-07-16T09:02:25Z |
| last_indexed |
2025-07-16T09:02:25Z |
| _version_ |
1837793590774857728 |
| fulltext |
тины с мелкодисперсными оксидами SiO2 и ZrO2 в спир-
тах при использовании восстановителя.
SUMMARY. The state and behavior of Pt(II) solvato
complexes in ethanol, ethylene glycol, glycerol at 20 oC
have been studied by spectroscopic methods. It has been
shown that platinum nanoheterostructures can be obtained
with fine SiO2 and ZrO2 oxides in alcohols a reductant.
1. Сергеев Г.Б. Нанохимия. -М .: Изд-во МГУ, 2003.
2. Kakiuchi N., M oedo Y ., Nishimura T ., Uemura S . //
J. Org. Chem. -2001. -66, № 20. -P. 6620—6625.
3. Сергеев Г.Б. // Успехи химии. -2001. -70, № 10. -С. 915—933.
4. Анисимов М .П. // Там же. -2003. -72, № 7. -С. 664—705.
5. Ролдугин В.И . // Там же. -2000. -69, № 10. -С. 899—923.
6. Андриевский Р.А . // Там же. -2005. -74, № 12. -С.
1163—1175.
7. Губин С.П ., Юрков Г.Ю., Катаева Н .А . Наночас-
тицы благородных металлов и материалы на их
основе. -М .: ООО “Азбука-2000”, 2006.
8. Кукушкин Ю.Н ., Власов Р.А ., Пазухина Ю.Л. // Журн.
прикл. химии. -1968. -44, № 11. -С. 2381—2385.
9. Волков С.В., Яцимирский К.Б. Спектроскопия расп-
лавленных солей. -Киев: Наук. думка, 1977.
10. Ливер Э. Электронная спектроскопия неорганиче-
ских соединений. -М .: Мир, 1987. -Ч . 1, 2.
11. Оранская Е.И ., Горников Ю.И ., Фесенко Т .В. // За-
вод. лаборатория. -1994. -12, № 1. -С. 76—79.
12. Накамото К. ИК-спектры и спектры КР неорга-
нических и координационных соединений. -М .:
Мир, 1991.
13. Зигбан К., Нордлинг К., Фальман А . и др. Элект-
ронная спектроскопия. -М : Мир, 1971.
14. Силинская Т .А ., Буряк Н .И ., Волков С.В. // Укр.
хим. журн. -2004. -70, № 9. -С. 8—12.
Інститут загальної та неорганічної хімії Надійшла 18.05.2011
ім. В.І. Вернадського НАН України, Київ
УДК 546.82’87’43’32/621.316.723.2:[621.316.825.2]
Т.А. Плутенко, О.И. Вьюнов, А.Г. Белоус
СИНТЕЗ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ СИСТЕМЫ (1–x)BaTiO3—x(Bi0.5K0.5)TiO3,
ПРОЯВЛЯЮЩИХ ЭФФЕКТ ПТКС
Изучены микроструктура и характеристики эффекта положительного температурного коэффициента соп-
ротивлeния (ПТКС) материалов на основе системы (1–x)BaTiO3—xK0.5Bi0.5TiO3 (0 ≤ x ≤ 0.5). Определена
последовательность реакций, протекающих при синтезе данных материалов. Показано, что размер зерен
уменьшается с увеличением значения х . Исследовано влияние размера зерна керамики на характеристики
эффекта ПТКС.
ВВЕДЕНИЕ. Материалы на основе системы (1–x)⋅
BaTiO3—xK0.5Bi0.5TiO3 проявляют эффект поло-
жительного температурного коэффициента сопро-
тивления (ПТКС) [1]. В данной системе эффект
ПТКС наблюдается при переходе из кубической в
тетрагональную фазу. С увеличением значения х
температура фазового перехода возрастает от 120
(x=0) до 380 оС (x=1) [2]. Авторами работы [3] бы-
ло обнаружено, что полупроводниковые свойст-
ва в системе (1–x)BaTiO3—xK0.5Bi0.5TiO3 (x=0.05)
обусловлены частичным восстановлением титана
(Ti4+→Ti3+) при спекании керамики в восстанови-
тельной атмосфере. Было отмечено, что при допол-
нительном отжиге керамики в воздушной атмос-
фере, которая приводит к образованию потенциа-
льного барьера на границах зерен, возникает эф-
фект ПТКС. Как известно, синтез керамических об-
разцов является сложным процесcом. Для усовер-
шенствования технологии требуются данные о пос-
ледовательности химических реакций, протека-
ющих во время синтеза. Известно, что при синтезе
K0.5Bi0.5TiO3 формируются промежуточные фазы
Bi2Ti2O7 и K4Ti3O8 [4—7]. В процессе образования
Na0.8K0.2TiO3 обнаружена фаза K2Ti6O13 [8]. При
синтезе BaTiO3 из карбоната бария и оксида тита-
на образуются промежуточные фазы BaTi3O7, β-
BaCO3, Ba2TiO4, BaTi4O9 [9]. Известно, что в не-
которых случаях наблюдаются различия в проме-
жуточных фазах и температурах образования в
процессе синтеза индивидуальных веществ и твер-
дых растворов [9]. В литературе отсутствуют под-
робные исследования фазовых преобразований, про-
исходящих при синтезе K0.5Bi0.5TiO3 и материалов
системы (1–x)BaTiO3—xK0.5Bi0.5TiO3.
Неорганическая и физическая химия
© Т.А. Плутенко, О.И . Вьюнов, А.Г. Белоус , 2011
20 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2011. Т. 77, № 11
Кроме того, известно, что параметры ПТКС-
эффекта существенно зависят от размера зерен ке-
рамики [10, 11]. Однако литературные данные от-
носительно влияния размера зерен керамики на
электрические свойства в материалах на основе сис-
темы (1–x) BaTiO3—xK0.5Bi0.5TiO3 отсутствуют.
Поэтому цель данной работы — исследова-
ние фазовых превращений, происходящих во вре-
мя синтеза K0.5Bi0.5TiO3 и материалов системы (1–
x)BaTiO3—xK0.5Bi0.5TiO3, а также влияние микро-
структуры на эффект ПТКС материалов системы
(1–x)BaTiO3—xK0.5Bi0.5TiO3.
ЭКСПЕРИМЕНТ И ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТА-
ТОВ. Cинтез K0.5Bi0.5TiO3 и материалов системы (1–
x)BaTiO3—xK0.5Bi0.5TiO3 (0 ≤ x ≤ 0.5) проводили ме-
тодом твердофазных реакций. В качестве исход-
ных реагентов использовали K2CO3, BaCO3, Bi2O3
и TiO2 квалификации ос.ч. Порошки перемешива-
ли в течение 4 ч в присутствии этанола в шаровой
мельнице. Высушенные при 100—120 оC порошки
просеивали через капроновое сито. Образцы обжи-
гали при 950—1000 оC в течение 4 ч. Обожженные
порошки прессовали с использованием 10 %-го по-
ливинилового спирта в таблетки (10 мм в диамет-
ре и 2 мм толщиной) при давлении 150 MПa. Таб-
летки спекали в потоке смеси газов N2/H2 (99.5:0.5)
при 1100—1200 оC с последующим окислением при
охлаждении. Алюминиевые электроды наносили на
поверхности образцов методом вжигания алюми-
ниевой пасты. Скорости нагрева и охлаждения
для всех образцов составляли 300 оC/ч.
Изменение фазового состава исследовали в
температурном интервале 20—1100 oС методом
рентгенофазового анализа (РФА) с использовани-
ем ДРОН-4-07 (CuKα-излучение; 40 кВ, 20 мА). В
качестве внешних стандартов применяли SiO2
(для 2Θ) и Al2O3 NIST SRM1976 (для интенсив-
ности). Микроструктуру образцов изучали с по-
мощью сканирующего электронного микроскопа
РЭМ-101. Электрическое сопротивление образцов
измеряли при 20—400 оC. Данные импедансомет-
рических исследований были получены с помощью
1260 Impedance / Grain-phase Analyzer (Solartron
Analytical) в диапазоне от 10 Гц до 1 МГц. Ком-
поненты эквивалентной схемы идентифицирова-
ны с использованием программного обеспечения
ZView (Scribner Associates).
Результаты рентгенофазового анализа порошко-
вых образцов системы (1–x)BaTiO3—xK0.5Bi0.5TiO3
для х = 0, 0.5 и 1 в зависимости от температуры про-
каливания в течение 2 ч представлены в таблице.
Однофазный продукт в случае индивидуаль-
ного вещества K0.5Bi0.5TiO3 образуется при темпе-
ратуре выше 700 оC. Последовательность фазо-
вых преобразований при этом показана на рис. 1.
При 600 оC в системе начинается образова-
Фазовый состав порошков в системе (1–x )BaTiO3—xK0.5Bi0.5TiO3
T , oC х = 0 [9] х = 0.5 х = 1
20–500 γ-BaCO3, TiO2 BaCO3, TiO2, Bi2O3, K2CO3 TiO2, Bi2O3, K2CO3
600 γ-BaCO3, TiO2 BaCO3, TiO2, Bi2O3, K2CO3, BaTi4O9,
Bi12TiO20, K2TiO3, K2Ti6O13
TiO2, Bi2O3, K2CO3, Bi12TiO20,
K2TiO3, K2Ti6O13
650 γ-BaCO3, TiO2 BaCO3, TiO2, Bi2O3, K2CO3, BaTi4O9, Bi12TiO20,
K2TiO3, K2Ti6O13, K2Ti2O5, BaTiO3
TiО2, Bi2O3, K2CO3, Bi12TiO20,
K2TiO3, K2Ti6O13, K2Ti2O5
700 γ-BaCO3, TiO2 BaCO3, TiO2, Bi2O3, K2CO3, Bi2Ti2O7,
K2Ti6O13, K2Ti2O5, BaTiO3, Bi0.5K0.5TiO3
TiO2, Bi2O3, K2CO3, Bi2Ti2O7,
K2Ti6O13, K2Ti2O5, Bi0.5K0.5TiO3
800 γ-BaCO3, TiO2,
BaTiO3, BaTi3O7
BaCO3, TiO2, Ba2TiO4, K2CO3, Bi2Ti2O7,
K2Ti6O13, K2Ti2O5, BaTiO3, Bi0.5K0.5TiO3
Bi0.5K0.5TiO3
900 β-BaCO3, TiO2,
BaTiO3
BaTiO3, Bi0.5K0.5TiO3 Bi0.5K0.5TiO3
1000 TiO2, BaTiO3,
Ba2TiO4, BaTi4O9
(1–x )BaTiO3—xK 0.5Bi0.5TiO3
1100 BaTiO3, Ba2TiO4
(следы)
(1–x )BaTiO3—xK 0.5Bi0.5TiO3
1200 BaTiO3
ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2011. Т. 77, № 11 21
ние фаз Bi12TiO20 и K2TiO3:
6Bi2O3 + TiO2
600–650 oC
Bi12TiO20 ;
K 2CO3 + TiO2
600–650 oC
K 2TiO3 + CO2↑ .
При повышении температуры формируются про-
межуточные фазы Bi2Ti2O7, K2Ti6O13 и K2Ti2O5 в
соответствии с реакциями:
Bi12TiO20 + 11TiO2
650–700 oC
6Bi2Ti2O7 ;
K 2TiO3 + 5TiO2
650–700 oC
K 2Ti6O13 ;
K2Ti6O13 + 2K2CO3
650–720 oC
3K2Ti2O5 + CO2↑ .
В результате получаем однофаз-
ный продукт K0.5Bi0.5TiO3 :
Bi2Ti2O7 + K 2Ti2O5
700–800 oC
4K 0.5Bi0.5TiO3 .
Образование материалов на основе
системы (1–x)BaTiO3—xK0.5Bi0.5TiO3 про-
исходит в температурном интервале
970—1000 oC. Последовательность фа-
зовых преобразований представлена на
рис. 2. На дифрактограммах образцов,
прокаленных при 600—1000 оC, кроме ис-
ходных компонентов, присутствуют так-
же фазы BaTi4O9, Ba2TiO4, Bi12TiO20,
Bi2Ti2O7, K2TiO3, K2Ti6O13, K2Ti2O5 , а
на дифрактограммах образцов, прока-
ленных при 100—500 оC, — только
фазы исходных компонентов (K2CO3,
BaCO3, Bi2O3, TiO2).
Взаимодействие между исходны-
ми веществами начинается при 600 оC согласно
реакциям:
BaCO3 +4TiO2
600–650 oC
BaTi4O9 + CO2↑ ;
6Bi2O3 +TiO2
600–650 oC
Bi12TiO20 ;
K 2CO3 +TiO2
600–650 oC
K 2TiO3 + CO2↑ ;
Bi12TiO20 +11TiO2
680–800 oC
6Bi2Ti2O7 ;
K 2TiO3 +5TiO2
620–800 oC
K 2Ti6O13 ;
K2Ti6O13 +2K2СO3
650–800 oC
3K2Ti2O5 + СО2↑ .
Образование фазы K0.5Bi0.5TiO3 во время син-
теза (1–x)BaTiO3—xK0.5Bi0.5TiO3 происходит при
700 —900 оC:
Bi2Ti2O7 + K2Ti2O5
700–900 oC
4K0.5Bi0.5TiO3 .
Фаза BaTiO3 образуется через промежуточ-
ные фазы BaTi4O9 и Ba2TiO4 при 650—900 оC в
соответствии с реакциями:
2BaCO3 + TiO2
750−800 oC
Ba2TiO4 + 2CO2↑ ;
BaTi4O9 + 3BaCO3
650–700 oC
4BaTiO3 + 3CO2↑ ;
Ba2TiO4 + TiO2
800–900 oC
2BaTiO3 .
Полностью однофазным продукт становится
при температуре 1000 оC. При этом образуется твер-
Неорганическая и физическая химия
Рис. 1. Схема синтеза K0.5Bi0.5TiO3 .
Рис. 2. Схема синтеза материалов системы
(1–x )BaTiO3—xK0.5Bi0.5TiO3.
22 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2011. Т. 77, № 11
дый раствор (1–x)BaTiO3—xK0.5Bi0.5TiO3 :
(1–x )BaTiO3 + xK 0.5Bi0.5TiO3
970–1000 oC
(1–x )BaTiO3—xK 0.5Bi0.5TiO3 .
Сравнивая условия получения BaTiO3 и
K0.5Bi0.5TiO3 как индивидуальных веществ и в
смеси, формирующей материалы системы (1–x)⋅
BaTiO3—xK0.5Bi0.5TiO3, необходимо отметить, что
в процессе образования твердого раствора парал-
лельно идет образование фаз BaTiO3 и K0.5Bi0.5-
TiO3. Поэтому промежуточные фазы при синтезе ма-
териалов системы (1–x)BaTiO3—xK0.5Bi0.5TiO3 подо-
бны таковым при образовании индивидуальных
веществ BaTiO3 и K0.5Bi0.5TiO3. Однако есть опре-
деленные различия, в частности температура обра-
зования фазы BaTiO3 в системе (1–x)BaTiO3—
xK0.5Bi0.5TiO3, где x=0.5, составляет 700 oC, в то
время как температура образования индивидуа-
льного вещества BaTiO3 — 1150 oC. При синтезе
BaTiO3 дополнительно наблюдается наличие про-
межуточной фазы BaTi3O7 [9]. Фаза K0.5Bi0.5TiO3
формируется в системе (1–x)BaTiO3—xK0.5Bi0.5-
TiO3, где x=0.5, при 900 оC, а индивидуальное
вещество K0.5Bi0.5TiO3 — при 800 оC.
На рис. 3 показана температурная зависи-
мость удельного сопротивления для материалов
системы (1–x)BaTiO3—xK0.5Bi0.5TiO3, где x 0.1,
0.15 и 0.25. С ростом содержания х наблюдается
постепенное смещение интервала ПТКС в сторо-
ну высоких температур. При повышении концен-
трации висмута–калия в (1–x)BaTiO3—xK0.5Bi0.5-
TiO3 уменьшается кратность изменения сопротив-
ления ρмах/ρmin в области ПТКС (вставка на рис.
3). С ростом x значение ρмах мало изменяется, в
то время как значение ρmin увеличивается. В си-
стеме (1–x)BaTiO3—xK0.5Bi0.5TiO3 , где x 0.1, 0.15
и 0.25, величина эффекта ПТКС при 200 oC соста-
вляет 6.66, 6.81 и 6.33 % соответственно.
Обнаружено, что с увеличением содержания
x размер зерен спеченной керамики уменьшается
(рис. 4). Это может быть связано с сегрегацией ио-
нов K+ вблизи границ зерен [7]. В результате тран-
спорт вещества замедляется и образуются мень-
шие по размеру зерна. Размер зерен керамики (1–x)⋅
BaTiO3—xK0.5Bi0.5TiO3 уменьшается от 3.5 до 1
мкм для х 0.1 и 0.4 мкм соответственно.
Известно, что с уменьшением размера зерен в
ПТКС-керамике увеличивается общее количество
диэлектрических границ зерен. Это приводит к
возрастанию общего сопротивления материала [12].
Следовательно, увеличение значения минимально-
го сопротивления ρmin (вставка на рис. 3) керами-
ки (1–x)BaTiO3—xK0.5Bi0.5TiO3 с ростом х обусло-
влено уменьшением размера зерна (рис. 4).
ВЫВОДЫ. Таким образом, промежуточными
Рис. 3. Зависимость удельного сопротивления материа-
лов системы (1–x )BaTiO3—xK0.5Bi0.5TiO3 от темпера-
туры, x = 0.1 (1); 0.15 (2); 0.25 (3). На вставке — изме-
нение максимального (ρмах) и минимального (ρmin) зна-
чений удельного сопротивления материалов системы (1–x)⋅
BaTiO3—xK0.5Bi0.5TiO3 с ростом значений x .
Рис. 4. Микрофотографии материалов системы (1–x )BaTiO3—xK0.5Bi0.5TiO3: x=0.1( a); 0.2 ( б); 0.3 (в).
а б в
ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2011. Т. 77, № 11 23
фазами при синтезе материалов системы (1–x)⋅
BaTiO3—xK0.5Bi0.5TiO3 (x=0.5) являются поли-
титанаты бария (BaTi4O9, Ba2TiO4, BaTiO3), вис-
мута и калия (Bi12TiO20, Bi2Ti2O7, K2TiO3, K2Ti6O13,
K2Ti2O5, K0.5Bi0.5TiO3). Температуры образования
BaTiO3 и K0.5Bi0.5TiO3 отличаются в случае синтеза
индивидуальных веществ и материалов системы
(1–x)BaTiO3 —K0.5Bi0.5TiO3. Обнаружено, что с уве-
личением содержания x размер зерен спеченной
керамики уменьшается, что может быть связано с
сегрегацией ионов K+ вблизи границ зерен. По-
казано, что с повышением значения х в (1–x)⋅
BaTiO3—xK0.5Bi0.5TiO3 уменьшается кратность из-
менения сопротивления ρмах/ρmin. Максимальное
значение сопротивления ρmax изменяется мало, а
минимальное значение сопротивления ρmin увели-
чивается, что можно объяснить возрастанием ко-
личества диэлектрических границ зерен в керамике.
РЕЗЮМЕ. Вивчено мікроструктуру та характерис-
тики ефекту позитивного температурного коефіцієнта
опору (ПТКО) матеріалів на основі системи (1–x )⋅
BaTiO3—x (Bi0.5K0.5)TiO3 (0 ≤ x ≤ 0.5). Визначено послі-
довність реакцій, що протікають при синтезі даних
матеріалів. Показано, що розмір зерен зменшується зі
збільшенням значення х . Досліджено вплив розміру зер-
на кераміки на характеристики ефекту ПТКО.
SUMMARY. The microstructure and characteristics
of the positive temperature coefficient of resistivity (PTCR)
effect in (1–x)BaTiO3—x(Bi0.5K0.5)TiO3 system (0 ≤ x ≤ 0.5)
were studied. The sequence of reactions that occur during
the synthesis of these materials was determined. It was
shown that the grain size decreases with x increasing. The
influence of grain size of ceramics on the characteristics
of PTCR effect was investigated.
1. Leng S., L i G., Z heng L . et al. // J. Amer. Ceram.
Soc. -2009. -92, №. 11. -P. 2772—2775.
2. Бондаренко Е.И ., Павлов А .Н ., Раевский И .П ., Про-
копало И .П . // Физика тв. тела. -1985. -27, № 8.
-С. 2530—2533.
3. Xiang P.H., Harinaka H., Takeda H. et al. // J.
Appl. Phys. -2008. -104, № 9. -P. 094108.
4. Hou Y .D., Hou L ., Huang S .Y . et al. // Solid State
Com- mun. -2006. -137, № 12. -P. 658—661.
5. Z hu M .K., Hou L ., Hou Y .D. et al. // Materials
Chem. Phys. -2006. -99, № 2–3. -P. 329—332.
6. Bhaskar Rao P. V., Ramana E.V., Sankaram T.B. // J.
Alloys Compounds. -2009. -467, № 1–2. -P. 293—298.
7. Z hou C., L iu X ., L i W ., Y uan C . // Materials Chem.
Phys. -2009. -114, № 2–3. -P. 832—836.
8. Otonicar M ., Skapin S .D., Spreitzer M ., Suvorov D .
// J. Eur. Ceram. Soc. -2010. -30, № 4. -P. 971—979.
9. Вьюнов О.И . Дисс. ... канд. хим. наук. -Киев, 1998.
10. Drofenik M . // J. Amer. Ceram. Soc. -1992. -75, №
9. -P. 2383—2389.
11. Kumar S., M essing G.L ., W hite W .B . // Ibid. -1993.
-76, № 3. -P. 617—624.
12. Wang D.Y ., Umeya K. // Ibid. -1990. -73, № 3. -P. 669—677.
Институт общей и неорганической химии Поступила 17.05.2011
им. В.И . Вернадского НАН Украины, Киев
УДК 541.13.136
C.О. Тарасенко, В.Ф. Зінченко, І.В. Стоянова, К.О. Вітюкова
ВЗАЄМОДІЯ CaF2 З СОЛЬОВИМ РОЗТОПОМ NaPO3—NaCl (KCl)
Методами рентгенівського фазового аналізу, ІЧ-спектроскопії та спектроскопії дифузного відбиття виз-
начено характер взаємодії між CaF2 і розтопами NaPO3—NaCl (KCl). Встановлено, що взаємодія протікає
за рахунок гідролізу NaPO3 і приводить до утворення фтороапатиту. За допомогою ІЧ -спектроскопії
підтверджено наявність кристалізаційної та адсорбційної води у вихідному зразку NaPO3 , яка втрачається
після термообробки. З’ясовано, що при різних умовах термообробки NaPO3 відбувається зміна струк-
тури, що негативно впливає на його реакційну здатність до взаємодії з CaF 2.
Сольові розтопи різного складу є зручним се-
редовищем для проведення процесів синтезу, ви-
рощування монокристалів і модифікування фор-
ми і розміру часток різноманітних речовин [1, 2].
Нами раніше застосовані хлоридний, карбонат-
ний та нітратний розтопи для результативного
Неорганическая и физическая химия
© C.О. Тарасенко, В.Ф . Зінченко, І.В. Стоянова, К .О. Вітюкова , 2011
24 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2011. Т. 77, № 11
|