ИСТИНА

В настоящее время пьезокерамические материалы находят широкое применение при изготовлении преобразователей (пьезодатчиков, устройств измерения и контроля) способных трансформировать механическую энергию в электрическую и электрическую в механическую. Наибольшее распространение получили пьезоматериалы на основе фаз кислородно-октаэдрического типа. Это связано с их приемлемой технологичностью, достаточно высокими точками Кюри и удовлетворительной стабильностью к внешним воздействиям. В частности, особое место среди этих фаз занимают фазы со структурой перовскита (например, твёрдые растворы системы ЦТС - цирконат-титанат свинца PbTixZr1-xO3). Но традиционные приёмы изготовления рассматриваемых материалов, основанные на методе твёрдофазных реакций (МТФР), имеют ряд существенных, неустранимых недостатков. В частности, в процессе синтеза целевых фаз путём МТФР происходит удаление из систем PbO, а также термическая деструкция легирующих добавок, что снижает воспроизводимость электрофизических параметров (ЭФП) изготавливаемых на их основе пьезопреобразователей, а также вызывает деградацию этих параметров у материалов в процессе их эксплуатации. Также нельзя не отметить, что выбросы оксида свинца при промышленных масштабах производства представляют серьёзную угрозу как для работающих на предприятиях людей, так и для экологической обстановки в целом. Так, суммарная потеря образцами PbO при изготовлении фаз системы ЦТС (твёрдофазный синтез порошков + спекание пресс-заготовок) может достигать 5 мол. %. Целью данной работы являлось получение компонентов ЦТС и самого материала предложенным нами инновационным методом, основанным на реакции высокотемпературного ионного обмена в твёрдой фазе. Необходимо было показать возможность протекания процессов с помощью термодинамического расчёта изменения свободной энергии Гиббса по методу Темкина-Шварцмана, после чего приступить к экспериментальному исследованию условий получения промежуточных продуктов и целевой фазы в конечном итоге.