ISSN 1608-4039 (Print)
ISSN 1680-9505 (Online)

Для цитирования:

Максимова Л. А., Третьяченко Е. В., Гороховский А. В., Викулова М. А., Байняшев А. М., Гоффман В. Г. Электрофизические свойства керамических материалов на основе марганецсодержащих полититанатов калия // Электрохимическая энергетика. 2022. Т. 22, вып. 4. С. 170-180. DOI: 10.18500/1608-4039-2022-22-4-170-180, EDN: ABHMME

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
скачать
(загрузок: 74)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Электрохимические конденсаторы
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
546.56
DOI: 
10.18500/1608-4039-2022-22-4-170-180
EDN: 
ABHMME

Электрофизические свойства керамических материалов на основе марганецсодержащих полититанатов калия

Авторы: 
Максимова Лилия Алексеевна, Саратовский государственный технический университет им. Гагарина Ю. А.
Третьяченко Елена Васильевна, Саратовский государственный технический университет им. Гагарина Ю. А.
Гороховский Александр Владиленович, Саратовский государственный технический университет им. Гагарина Ю. А.
Викулова Мария Александровна, Саратовский государственный технический университет им. Гагарина Ю. А.
Байняшев Алексей Михайлович, Саратовский государственный технический университет им. Гагарина Ю. А.
Гоффман Владимир Георгиевич, Саратовский государственный технический университет им. Гагарина Ю. А.
Аннотация: 

Синтезированы и исследованы новые материалы, полученные в системе полититанат калия (ПТК)-MnSO4 путём модифицирования ПТК в водных растворах сульфата марганца различной концентрации с последующей термической обработкой и отжигом при 1080°С. Определён фазовый состав полученных материалов. Исследованы их электрохимические и электрофизические свойства в интервале температур от 250 до 700°С. Максимальные объёмная и межзёренная проводимости полученных материалов наблюдаются при 250°С (9 ⋅ 10−4 и 6 ⋅ 10−4 См/см соответственно) у образцов, содержащих 25 мас.% MnO. Величина энергии активации проводимости объёма зёрен и межзёренных границ при этом составляет 0.37 и 0.45 эВ соответственно. Показано, что диэлектрическая проницаемость на частоте 1 кГц изменяется от 103 до 5 ⋅ 105 в зависимости от температуры и содержания оксида марганца.

Ключевые слова: 
полититанат калия
модифицирование
марганец
импеданс
проводимость
диэлектрическая проницаемость
диэлектрические потери
Список источников: 
  1. Schmid H. Some symmetry aspects of ferroics and single phase multiferroics // J. Phys. Condens. Matter. 2008. Vol. 20. P. 434201–434224. https://doi.org/10.1088/0953-8984/20/43/434201
  2. Khomskii D. Classifying multiferroics: Mechanisms and effects // Physics. 2009. Vol. 2. P. 20. https://doi.org/10.1103/Physics.2.20
  3. Shung K. K., Cannata J. M., Zhou Q. F. Piezoelectric materials for high frequency medical imaging applications: A review // J. Electroceram. 2007. Vol. 19. P. 141–147. https://doi.org/10.1007/s10832-007-9044-3
  4. Sanchez-Monjaras T., Gorokhovsky A., Escalante-Garcia J. I. Molten salt synthesis and characterization of potassium polytitanate ceramic precursors with varied TiO2/K2O molar ratios // Journal of the American Ceramic Society. 2008. Vol. 91, № 9. P. 3058–3065. https://doi.org/10.1111/j.1551-2916.2008.02574.x
  5. Goffman V. G., Gorokhovsky A. V., Gorshkov N. V., Fedorov F. S., Tretychenko E. V., Sevrugin A. V. Data on electrical properties of nickel modified potassium polytitanates compacted powders // Data in Brief. 2015. Vol. 4. P. 193–198. https://doi.org/10.1016/j.dib.2015.05.010
  6. Гоффман В. Г., Гороховский А. В., Компан М. Е., Горшков Н. В., Слепцов В. В., Ковнев А. В., Ковынева Н. Н. Импедансная спектроскопия полититаната калия, модифицированного сульфатом кобальта (II). Область высоких температур // Электрохимическая энергетика. 2015. Т. 15, № 2. С. 64–70.
  7. Gorokhovskii A. V., Goffman V. G., Gorshkov N. V., Tret’yachenko E. V., Telegina O. S., Sevryugin A. V. Electrophysical properties of ceramic articles based on potassium polytitanate nanopowder modified by iron compounds // Glass and Ceramics. 2015. Vol. 72, № 1–2. P. 54–56. https://doi.org/10.1007/s10717-015-9722-6
  8. Goffman V. G., Gorokhovsky A. V., Kompan M. M., Tretyachenko E. V., Telegina O. S., Kovnev A. V., Fedorov F. S. Electrical properties of the potassium polytitanate compacts // Journal of Alloys and Compounds. 2014. Vol. 615. P. S526–S529. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2014.01.121
  9. Ковнев А. В., Гоффман В. Г., Гороховский А. В., Горшков Н. В., Компан М. Е., Телегина О. С., Баранов А. М. Импедансная спектроскопия полититаната калия, модифицированного солями кобальта // Электрохимическая энергетика. 2014. Т. 14, № 3. С. 149–157.
  10. Scribner Associates, Inc. URL: https://www.scribner.com (дата доступа: 12.10.2022).
  11. Zidi N., Chaouchi A., Rguiti M., Lorgouilloux Y., Courtois C. Dielectric, ferroelectric, piezoelectric properties, and impedance spectroscopy of (Ba0.85Ca0.15)(Ti0.9Zr0.1)O3 − x%(K0.5Bi0.5)TiO3 lead-free ceramics // Ferroelectrics. 2019. Vol. 551, № 1. P. 152–177. https://doi.org/10.1080/00150193.2019.1658043
  12. Гоффман В. Г., Михайлова А. М., Топоров Д. В., Телегина О. С. Диффузионные процессы в серебропроводящем твердом электролите в концепции модели Графова – Укше адсорбционной релаксации двойного слоя // Электрохимия. 2007. Т. 43, № 6. С. 657–664.
  13. Иванов-Шиц А. К., Мурин И. В. Ионика твердого тела. СПб. : Изд-во СПбГУ, 2000. 616 с.
  14. Ihlefeld J. F., Clem P. G., Doyle B. L., Kotula P. G., Fenton K. R., Apblett C. A. Fast lithium‐ion conducting thin‐film electrolytes integrated directly on flexible substrates for high‐power solid‐state batteries // Advanced Materials. 2011. Vol. 23, № 47. P. 5663–5667. https://doi.org/10.1002/adma.201102980
  15. Maurya R. K., Sharma P., Patel A., Bindu R. Direct evidence of the existence of Mn3+ ions in MnTiO3 // EPL (Europhysics Letters). 2017. Vol. 119, № 3. Article number 37001. https://doi.org/10.1209/0295-5075/119/37001
  16. Choudhury R. N. P., Pati B., Das P. R., Dash R. R., Paul A. Development of electronic and electrical materials from indian ilmenite // Journal of Electronic Materials. 2013. Vol. 42, № 4. P. 769–782. https://doi.org/10.1007/s11664-012-2465-z
Поступила в редакцию: 
14.11.2022
Принята к публикации: 
12.12.2022
Опубликована: 
23.12.2022