Введение к работе
Актуальность
Проблема фазовых переходов считается одной из наиболее сложных, трудоемких и перспективных проблем современной физики, что и объясняет всевозрастающий интерес к ней исследователей.
Обширные исследования проводятся в области физики сегне-тоэлектричества, являющейся в настоящее время важнейшим разделом физики твердого тела. Исследования в этой области играют важную роль в развитии фундаментальных представлений о твердом теле в целом и природе сегнето- и антисегнетоэлетричества в сегнетоактивных материалах в частности, так как именно при фазовых переходах наблюдаются явления, в обычных условиях подавляемые более интенсивными эффектами, а поэтому практически недоступные для наблюдения. Кроме того, так как многие свойства сегнето- и антисегнетоэлектриков в окрестности фазовых переходов принимают экстремальные значения, то исследования фазовых переходов открывают возможность практического использования
этих СВОЙСТВ.
Обнаружение уникальных свойств кристаллов цирконата' свинца з сильных электрических полях побудили нас к исследованию зависимости этих свойств от различных термодинамических переменных, таких как концентрация, давление и температура. Исследование этих зависимостей по существу является исследованием условий существования и устойчивости различных физических состояний и составляет одну из важнейших проблем современной физики твердого тела. Введение в эксперимент концентрации означает исследование двухкомпонентной системы. Среди двухкомш-нентных систем наше внимание привлекли твердые растворы PbZrO^ — SrZrO , для которых построена довольно сложная Т,^-диаграмма [11. Эта система примечательна, во-первых, тем, что она — одна из немногих систем с PbZrO , в которой твердые растворы существуют в довольно широком диапазоне концентраций. Во-вторых, судя по фазовой Т.х-диаграмме [1], эта система имеет антисегнетоэлектрическую природу, как и чистый PbZrO,, и, следовательно, должна быть податлива к воздействию электрическим полем.
Актуальность работы обусловлена тем, что в ней проводится
поиск новых фазовых переходов и состояний, экспериментально определяются условия их возникновения, существования и устойчивости .
Цель работы
Цель диссертации состоит в получении и исследовании полиморфизма в системе твердых растворов цирконата свинца — цир-коната стронция (ЦОС ).
Достижение цели предусматривало:
-
Выращивание кристаллов Pb;rSr1_х%г03 и определение их химического состава.
-
Установление фазовой диаграммы в переменных температура (Г) — концентрация (х).
-
Исследование поведения кристаллов Pb Sr^^ZrO^, под действием сильного электрического ПОЛЯ.
-
Исследование фазовых диаграмм температура (У) — напряженность электрического поля СЕ) для ряда концентраций (.х).
На защиту выносятся следующие основныэ научные положения:
-
Фазовая Т,х-диаграмма кристаллов Pb3.Sr1 _3.Zr03 в интервале концентраций 0 < х ^ 0,409 содеркит по крайней мере шесть фаз, десять линий фазовых переходов и четыре трехфазные точки.
-
Наиболее вероятная симметрия фаз II АСЭ и III непо-лярн. — ромбическая, впервые обнаруженной фазы сі — не выше тригональной.
-
При замещении в PbZr03 свинца стронцием в интервале концентраций 0 < х = 0,10 основные изменения фазовой Т,Е-дизграммы связаны со смещением двух трехфазных точек и изменением формы линий фазовых переходов. При этом, в противоположность твердым растворам PbZr03 с замещением циркония на Ті, НІ и Sn, тип фазовой Г,Е-дааграммы сохраняется, а температура тройной точки типа "две ромбоэдрические фазы плюс ромбическая" примерно обратно пропорциональна концентрации замещающего элемента .
Научная новизна
В диссертации:
-
впервые выращены кристаллы Pb1_ Sr Zr03 и определен их химический состав; проведены комплексные исследования рентге-ноструктур'ными, оптическими и диэлектрическими методами фаз и фазовых переходов;
-
в монокристаллах твердых растворов цирконат свинца — цирконат стронция с 0,058 ^ х ^ 0,409 обнаружена новая фаза d с симметрией не выше тригональної!: на основании оптических, диэлектрических и рентгеноструктурных исследований уточнена фазовая Т.г-диаграмма;
3) впервые исследована фазовая г*,і,Е-диаграша
Pb Sr Zr03 при 0 < х $ 0,10.
Научная значимость результатов диссертации Основная научная значимость состоит в установлении фазовой г,2:,Е-диаграммы Pb Sr Zr03, определении симметрии фаз и сравнительном анализе изменений, происходящих с фазовой Т.Е-диаграммой при замещении атомов, занимающих октаэдрическую и кубоэдрическую позиции в кристаллической структуре.
Апробация работы
Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены- на семинаре отдела кристаллофизики ШШ физики РГУ; XIII конференции по физике сегнетоэлектриков (Россия, Тверь, 1992 г.).
Публикации
По материалам диссертационной работы автором опубликованы две печатные работы [A1-A2J.
Публикации и личный вклад автора
Основные научные результаты по получению и исследованию кристаллов твердых растворов Pb1 Sr Zr03 получены лично автором.
Смотраков В.Г. оказал помощь при синтезе твердых растворов цирконата свинца — цирконата стронция ЦССГ с 0 < х ^ «: 0,409.
Леонтьев Н.Г. и Сидорцов И.Г. оказали помощь в установлении температурного хода параметров ячейки в твердых растворах.
Попов B.C. оказал помощь при подготовке к выполнению экспериментальной части работы.
Козаков А.Т. и Демьянченко В.А. оказали помощь при проведении рентгеновского микроанализа.
Фесенко О.Е. предложил тему диссертации,-осуществлял научное руководство и принимал участие в обсуждении экспериментальных результатов.
Объем и структура работы
