Transición de fase de baja temperatura en cerámicas de PZT ricas en circonio

• Autores: J.M. Vicente, B. Jiménez
• Localización: Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio, ISSN 0366-3175, Vol. 38, Nº. 5, 1999, págs. 498-502
• Idioma: español
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    Se han realizado medidas de dilatación tèrmica y del módulo de Young complejo en función de la temperatura en cerámicas ferroeléctricas de composiciones ricas en circonio de fórmula PbZr1-xTixO3 , x = 15.0-5.0%, y Pb1-y/2 (Zr1-xTix )1-yNbyO3 con x = 3.5, 3.0%, y = 2.6%. En la composición PZT (95/5) se han realizado también medidas dieléctricas en función de la temperatura. Los resultados de estas medidas muestran anomalías a las temperaturas de 145ºC (x = 15%), 110ºC(x = 5%), 35ºC(x = 3.5%) y 28ºC(x = 3%), respectivamente, además de las correspondientes a las transiciones de fase ferroparaeléctrica. Teniendo en cuenta el diagrama de fases, las muestras con x<6% se encuentran en la fase antiferroeléctrica ortorrómbica y la que tiene la composición con x = 15% se encuentra en la fase ferroeléctrica con estructura romboédrica (RB) en la zona de baja temperatura. En la composición con x = 5% todas las características medidas presentan anomalías a la temperatura de110ºC en el primer recorrido térmico subiendo la temperatura, donde se produce el cambio de fase antiferroeléctrica- ferroeléctrica con estructura romboédrica. En el recorrido de enfriamiento la fase ferroeléctrica se mantiene hasta los 28ºC, temperatura en que se pasa de nuevo a la fase antiferroeléctrica. Se produce, por tanto, una histéresis térmica muy grande. La temperatura de la transición ferro-ferroeléctrica de la composición x = 15% se comporta de acuerdo con el diagrama de fases y la de 3.5% con un aditivo de 2.5% de Nb tiene una temperatura de transición muy alejada de la que le correspondería por el diagrama de fases.

  • English

    Measurements of thermal expansion and complex Young’s modulus in ferroelectric ceramics of zirconium-rich compositions and formula PbZr1-xTixO3 , x = 15.0-5.0%, and Pb1-y/2 (Zr1-xTix )1-yNbyO3 with x = 3.5-3.0%, y = 2.6% as a function of the temperature were performed. In composition with x = 5% dielectric measurements as a function of the temperature were also done. The results of the measurements show anomalies in the studied characteristics at temperatures of 145ºC(x=15%), 110ºC(x = 5%), 35ºC(x = 3.5%) and 28ºC(x=3%), apart of those of the ferro-paraelectric phase transition. The phase diagram indicates that, at room temperature, compositions with x<6% should be in the antiferroelectric phase with an orthorrombic structure and that with x=15% in the ferroelectric phase with rhomboedric structure. In the composition x =5% all the measurements show anomalies at 110ºC in the first heating run, where the antiferroelectric phase changes to the ferroelectric phase of rhomboedric structure. In the cooling run the ferroelectric phase remains till 28ºC. At this temperature the antiferroelectric phase is again obtained. A large thermal hysteresis is present. The ferro- ferroelectric temperature phase transition of the composition with x=15% behaves according to the phase diagram and that with x=3.5% is quite far away of the phase diagram values. Explanations for these results are given.