The properties of Pbzts ceramics near orthorhombic-rhombohedral morphotropic phase boundary

We present the results of obtaining and investigations of (Pb1-xBax)((Zr1-yTiy)1-zSnz)O3 (PBZTS) ceramics with x=const=0.2, y=const=0.08, z=0, 0.02, 0.04, 0.06 and 0.08. Ceramic samples have been obtained by conventional ceramic technology from oxides PbO, ZrO2, TiO2, SnO2 and barium carbonate BaCO3. The calcination of powders was performed at Tcalc=850°C/tcalc=3h and next calcinated powders were pressed into discs and were sintered at Ts=1250°C/ts=4h using free sintering (FS) method. For such obtained samples the following investigations have been done: EDS, XRD, microstructure of fractured samples, dielectric measurements, P - E hysteresis loops investigations at various temperatures and electromechanical measurements at the room temperature using optical displacement meter. Investigated compositions are close to rhombohedral-orthorhombic morphotropic phase boundary. The results of dielectric and electromechanical properties are typical for ferroelectric materials.

Przedstawiono wyniki badań ceramiki (Pb1-xBax)((Zr1-yTiy)1-zSnz)O3 (PBZTS) dla stałych wartości parametrów x=0.2 i y=0.08 oraz dla różnych wartości z=0, 0.02, 0.04, 0.06, 0.08 Badana ceramika PBZTS została otrzymana z prostych tlenków PbO, ZrO2, TiO2, SnO2 i węglanu baru BaCO3. Syntezę proszków przeprowadzono metodą kalcynacji w warunkach Tcalc=850_C/tcalc=3h, a następnie uformowano wypraski w formie dysków zagęszczono metodą swobodnego spiekania (FS) w warunkach Ts=1250_C/ts=4h. Dla otrzymanych próbek PBZT/PBZTS przeprowadzono badania EDS, XRD, badania mikrostruktury przełamów, badania przenikalnosci elektrycznej i tangensa kąta strat dielektrycznych, badania pętli histerezy w różnych temperaturach oraz badania elektromechaniczne w temperaturze pokojowej przy użyciu optycznego miernika przesunięcia. Wybrane składy PBZTS znajdują się w pobliżu granicy fazowej między fazami o romboedrycznej i ortorombowej deformacji komórek elementarnych. Z badań dielektrycznych i elektromechanicznych wynika, iż jest to materiał ferroelektryczny.