ПОЛУЧЕНИЕ БЕССВИНЦОВОЙ ПЬЕЗОКЕРАМИКИ С ПРИМЕНЕНИЕМ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ - Рубаник, Василий Васильевич; Шилин, Александр Дмитриевич; Фролов, Владимир Константинович; Рубаник, Василий Васильевич; Пелаиз-Барранко, Айме; Салак, Андрей Николаевич; Никифорова, Ирина Владимировна (Вестник Брестского государственного технического университета, 2025)
Разработка сегнетоэлектрических материалов, не содержащих свинец, является актуальной задачей, что обусловлено ограничениями по использованию свинца в промышленности, принятыми в ряде Европейских стран, США и Японии (директива Европарламента 2011/65/EU). В Республике Беларусь с 2018 г. действует технический регламент ТР ЕАЭС 037/2016, разработанный странами, входящими в Таможенный союз, который запрещает использование токсичных элементов в радиоэлектронной промышленности. Система твердых растворов титаната-натрия-висмута Na0.5Bi0.5TiO3 (NBT) считается одной из перспективных в плане практического применения несмотря на то, что по своим характеристикам она уступает классической PZT-системе. Результаты применения ультразвуковых колебаний в процессе синтеза PZT-керамики позволяют предположить, что применение ультразвука на различных этапах производства пьезокерамики на основе NBT способно также улучшить ее физико-механические свойства. В данной работе показано влияние ультразвуковых колебаний на этапах механоактивации и прессования на свойства бессвинцовой пьезокерамики типа NBT. Установлено, что ультразвуковая механоактивация и прессование с наложением ультразвуковых колебаний приводит к измельчению исходного порошка, что позволяет получать более плотную однородную керамику, предотвратить образование микротрещин при спекании, снизить температуру спекания на 60 °С и повысить температуру Кюри на 50–60 °С, увеличить диэлектрическую проницаемость. Для керамики, полученной с применением ультразвука, характерна высокая электромеханическая анизотропия (d33/d31), что важно для практического применения, когда необходимо возбуждать определенные моды колебаний. Полученные результаты послужат основой для дальнейшего развития научного направления ультразвуковой механоактивации и прессования пьезокерамических порошков.