Звіт про науково-дослідну роботу: „Розробка технології виготовлення магнітоелектричних керамічних матеріалів для застосувань в новітніх пристроях електронної техніки”

Abstract

В останній час у світовій літературі увагу вчених привертають квантові пара електрики SrTiO3 (STO), CaTiO3 (CTO), KTaO3 (KTO) з магнітними домішками. Вказані матеріали мають структуру перовскіту АВО3, вони залишаються у параелектричній фазі аж до температури абсолютного нуля і мають велику діелектричну сприйнятливість, що зі зниженням температури зростає за законом Кюрі. Завдяки цьому зовнішні чинники-домішки або поля (електричні, еластичні) наводять фазові переходи. В зв’язку з цим метою даної теми є проведення комплексу фундаментальних та експериментальних досліджень зі встановлення механізмів впливу магнітних домішок Mn2+ i Cu2+ на фазові стани СТО, які можуть навести сегнетоелектричну та феромагнітні фази із значним магнітоелектричним зв’язком. Об’єктом досліджень було передбачено реалізацію складних механізмів синтезу двох багатокомпонентних груп – Ca1-xCuxTiO3 i Ca1-xMnxTiO3, легованих магнітними іонами Mn та Сu (0≤ x ≤1) мікродисперсних порошків твердих розчинів віртуальних сегнетоелектриків з несегнетоелектричними оксидами Mn TiO3 i CuTiO3 та на їх основі щільної сегнетомагнітної кераміки з високими функціональними характеристиками. В результаті виконання проекту розроблено ефективні методи синтезу мікродисперсних багатокомпонентних порошків Ca1-xMxTiO3, M=Cu, Mn(0≤ x ≤1) з ізометричною й не ізометричною формою часток. Розроблена технологія виготовлення вказаних мікродисперсних порошків заданих форми й розмірів та на їх основі – технологія виготовлення щільної сегнетомагнітної кераміки двох складів - Ca1-xCuxTiO3 i Ca1-xMnxTiO3 (0≤ x ≤1). Вивчено функціональні властивості розроблених керамічних матеріалів, досліджено вплив границь зерен та текстури сегнетомагнітної кераміки на загальні магнітні та електрофізичні властивості у порівнянні з традиційними полікристалами. Встановлено механізми впливу та оптимальні концентрації легуючих домішок. Отримані наукові результати можуть бути використані у розробці новітніх пристроїв електронної техніки, в тому числі: електронних перетворювачів, мікрохвильових пристроїв з перетворювачами напруг, прецизійних маніпуляторів, активних демпферів для літаків та інше. КЛЮЧОВІ СЛОВА: НИЗЬКОТЕМПЕРАТУРНИЙ СИНТЕЗ, ПЕРОВСКІТ, ТВЕРДИЙ РОЗЧИН, ДІЕЛЕКТРИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ.