Электрофизические свойства спеченной при повышенных температурах керамики BeO + 30 мас. % TiO2
https://doi.org/10.17073/1683-4518-2022-6-21-27
Аннотация
Методом импедансной спектроскопии в диапазоне частот 100 Гц ‒ 100 МГц исследованы электрофизические свойства керамики на основе BeO, в состав которой вводились микро- и наночастицы TiO2. С целью увеличения плотности и проводимости спекание исходных компонентов керамики проводили при максимально высоких температурах до 1660 оС с последующим отжигом в атмосфере водорода при 800 °С. При этом TiO2 сильно восстанавливался с образованием низших оксидов титана (Ti3O5) и титана в металлическом состоянии. При взаимодействии с водородом образуется TiH2. Впервые обнаружены примесные фазы в (ВеО + TiO2)-керамике, которые могут значительно изменять свойства ее объема и поверхности. Полученная керамика обладает высокой сквозной проводимостью, которая существенно увеличивается после дополнительного термоотжига в атмосфере водорода. Установлено, что энергия активации проводимости мало зависит от концентрации наночастиц TiO2 и значительно уменьшается в области низких температур. Методом построения эквивалентных электрических схем смоделировано прохождение активной и реактивной компонент тока через сложную внутреннюю структуру керамики.
Об авторах
Н. А. ДрокинРоссия
г. Красноярск
В. С. Кийко
Россия
Екатеринбург
А. И. Малкин
Россия
Екатеринбург
А. В. Павлов
Россия
г. Красноярск
Список литературы
1. Markov, A. Structural features, nonstoichiometry and high-temperature transport in SrFe1 ‒ xMoxO3 ‒ δ / A. Markov, O. Savinskaya, M. V. Patrakeev [et al.] // Journal of Solid State Chemistry. ― 2009. ― Vol. 182. ― P. 799‒806.
2. Глинчук, М. Д. Особенности ионной проводимости кислорода в оксидной нанокерамике / М. Д. Глинчук, П. И. Быков, Б. Хилчер // ФТТ. ― 2006. ― Т. 48, № 11.
3. Солодуха, А. М. Особенности прыжковой проводимости в висмутсодержащей оксидной слоистой керамике / А. М. Солодуха, З. А. Либерман // ФТТ. ― 2001. ― Т. 43, № 11.
4. Ang, C. Effect of annealing on dielectric behavior and conduction transport of Bi doped SrTiO3 / C. Ang, Z. Yu // Appl. Phys. Lett. American Institute of Physics. ― 2006. ― Vol. 88, № 16. ― P. 162902.
5. Kiiko, V. S. Microstructure and electric conductivity of composite (BeO + TiO2)-ceramics / V. S. Kiiko, M. A. Gorbunova, Yu. N. Makurin [et al.] // Refract. Ind. Ceram. ― 2007. ― Vol. 48, № 6. ― P. 429‒434.
6. Кийко, В. С. Микроструктура и электропроводность композиционной (ВеО + ТiO2)-керамики / В. С. Кийко, М. А. Горбунова, Ю. Н. Макурин [и др.] // Новые огнеупоры. ― 2007. ― № 11. ― С. 68‒74
7. Drokin, N. A. BT-30 ceramic electrophysical properties / N. A. Drokin, V. S. Kiiko, A. V. Pavlov [et al.] // Refract. Ind. Ceram. ― 2020. ― Vol. 61, № 3. ― P. 341‒348.
8. Дрокин, Н. А. Электрофизические свойства керамики БТ-30 / Н. А. Дрокин, В. С. Кийко, А. В. Павлов [и др.] // Новые огнеупоры. ― 2020. ― № 6. ― С. 56‒63.
9. Landmann, M. The electronic structure and optical response of rutile, anatase and brookite TiO2 / M. Landmann, E. Rauls, W. G. Schmidt // J. Phys.: Condens. Matter. ― 2012. ― Vol. 24, № 19. ― Article № 195503.
10. Thompson, T. Surface science studies of the photoactivation of TiO2 ― new photochemical processes / T. Thompson, J. Yates // Chemical Reviews. ― 2006. ― Vol. 106. ― P. 4428‒4453.
11. Tang, H. Electrical and optical properties of TiO2 anatase thin films / H. Tang, K. Prasad, R. Sanjines [et al.] // Journal of Applied Physics. American Institute of Physics. ― 1994. ― Vol. 75, № 4. ― P. 2042‒2047.
12. Букун, Н. Г. Импеданс твердоэлектролитных систем (обзор) / Н. Г. Букун, А. Е. Укше // Электрохимия. ― 2009. ― T. 45, № 1. ― С. 13‒27.
13. Солодуха, А. М. Диэлектрическая релаксация в твердом растворе титаната бария-стронция / А. М. Солодуха, Г. С. Григорян // Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Физика. Математика. ― 2010. ― № 1. ― С. 51‒54.
Дополнительные файлы
Для цитирования: Дрокин Н.А., Кийко В.С., Малкин А.И., Павлов А.В. Электрофизические свойства спеченной при повышенных температурах керамики BeO + 30 мас. % TiO2. Новые огнеупоры. 2022;1(6):21-27. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2022-6-21-27
For citation: Drokin N.A., Kiiko V.S., Malkin A.I., Pavlov A.V. Electrophysical properties of ceramics sintered at elevated temperatures BeO + 30 wt.% TiO2. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2022;1(6):21-27. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1683-4518-2022-6-21-27
Обратные ссылки
- Обратные ссылки не определены.