ИСТИНА

Одним из наиболее востребованных сегнетоэлектрических материалов является керамика на основе титаната бария. Функциональные характеристики этого материала во многом зависят от технологии его изготовления, а также от свойств выбранного сырья. Микроструктура керамики проявляет высокую чувствительность к фазовой чистоте исходного порошка, а также к его морфологическим особенностям. В ряде работ, посвященных получению мелкокристаллического титаната бария в среде до- и сверхкритического водного флюида, были продемонстрированы преимущества этого метода перед классическим гидротермальным процессом: узкое размерное распределение частиц порошка, низкое содержание летучих примесей, широкие возможности управления размером и формой кристаллов. В настоящей работе продолжено изучение зависимости морфологии порошка титаната бария от условий его синтеза вблизи критической точки воды. Влияние плотности водного флюида на формирование титаната бария исследовалось при температуре обработки смеси оксидов титана и бария 400°С в режиме быстрого нагрева и выдержки в течение 2 ч. при различном давлении флюида (12,9-27,0 МПа). Полученные образцы представляли собой однофазный титанат бария. Расчет параметров элементарной ячейки показал рост степени тетрагонального искажения с увеличением давления водного флюида при синтезе. Исследование морфологии образцов обнаружило присутствие в них кристаллов трех основных форм: кубической, тетрагональной призмы и близкой к сферической. Общий средний размер кристаллов возрастал от 100 до 250 нм с увеличением давления водного флюида в рассмотренном интервале. Таким образом, в среде более плотного водного флюида происходит более быстрый рост кристаллов титаната бария. При этом постепенно исчезает влияние размерного эффекта на стабильность сегнетоэлектрической тетрагональной модификации. Использование водного флюида вблизи критической точки позволяет изготавливать порошок титаната бария с управляемым размером частиц при экономии временных и энергетических ресурсов, а также без применения токсичных вспомогательных веществ и формирования побочных продуктов.