ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ KNO3 В ПОРАХ МАЛЫХ РАЗМЕРОВ

Авторы
Файлы

Стукова Е.В. Статья в формате PDF 282 KB При изучении тонких сегнетоэлектрических пленок были выявлены изменения их свойств по сравнению с объемным образцом [1,2]. Наряду с этим было обнаружено, что толщина пленки влияет на диэлектрическую проницаемость, величину спонтанной поляризации и температуры фазовых переходов. Подобные изменения наблюдаются и для сегнетоэлектрических частиц малых размеров. Малые частицы, наряду с общепринятыми методами, можно получить, внедряя сегнетоэлектрические материалы в пористые матрицы. В качестве таких матриц могут быть использованы пористые стекла, силикагели, цеолиты или мезопористые вещества. Размеры частиц в этом случае определяются размерами пор.

Для исследования поведения сегнетоэлектрика KNO_3, внедренного в поры, использовался искусственный цеолит с размером пор порядка 20 А и объемным содержанием пор до 60%. Для внедрения КNO₃ в поры приготавливались обезвоженный порошок цеолита и сегнетоэлектрика в необходимых пропорциях. КNO₃ растворялся в дистиллированной воде так чтобы получить насыщенный раствор. Порошок цеолита засыпался в раствор, так чтобы весь раствор проник в поры, после чего смесь высушивалась. Из приготовленного порошка при давлении 8000-10000 kg/cm² прессовались образцы в виде таблеток диаметром 10 мм и толщиной 1¸2 мм. Для сравнительных измерений использовались поликристаллические таблетки КNO₃ тех же размеров.

Исследование диэлектрических свойств проводилось с использованием цифрового измерителя импеданса E7-14, позволяющего проводить измерения на частотах 10², 10³, 10⁴ Гц. В качестве электродов применялась In -Ga паста. Перед измерениями, для удаления адсорбированной воды, образцы подвергались сушке при 200°С. Исследования проводились в температурном интервале 20°¸200°С. Температурная стабилизация составляла порядка 1 K.

Рисунок 1.

Как показали исследования, нитрат калия, при нагревании претерпевает фазовый переход при 130°С, что не противоречит известным фактам [3,4]. Помимо этого было обнаружено, что КNO₃ обладает низкочастотной дисперсией диэлектрической проницаемости. При увеличении измерительной частоты с 10² до 10⁶ Гц e уменьшается примерно в три раза (рис. 1). Такая низкочастотная дисперсия наблюдается только для нескольких сегнетоэлектриков: Cu(HCOO)₂·4H₂О), AgNa(NO₂)₂, NH₄-Fe-квасцов и калеманита (Ca₂B₆0₁₁·5H₂O)[5]. Наличие низкочастотной дисперсии в нитрате калия свидетельствует о том, что в этом веществе при 130°С наблюдается фазовый переход типа порядок-беспорядок с релаксационным диэлектрическим откликом Дебаевского типа. Однако, сравнивая экспериментальную зависимость e(w) c теоретической зависимостью [6]:

, (1)

получаем следующее: как ниже, так и выше фазового перехода частотную зависимость диэлектрической проницаемости нельзя описать простой формулой Дебая с одним временем релаксации.

На рисунке 2 представлен температурный ход e на частоте 1000 Гц для образца чистого KNO₃ (кривая1) и образца где KNO₃ находится порах размером 20 А (кривая 2). Как следует из рисунка для KNO_3, заключенного в порах, аномалия диэлектрической проницаемости наблюдается не при 130°С, а при 110°С.

Рисунок 2.

Согласно источникам [3,4] в кристаллах KNO₃существует три полиморфных превращения. Переходы между тремя фазами можно представить следующей диаграммой:

a-фаза, которая обладает ромбической симметрией, является стабильной при комнатных температурах. Переход a-фазы в β-фазу, обладающую ромбоэдрической симметрией, происходит вблизи 130°С при нагревании. При охлаждении происходят следующие фазовые превращения: сначала β-фаза переходит в γ-фазу вблизи 124°С и лишь затем в a -фазу около 110°С. [7]. Все эти фазы прослеживаются и на наших образцах при охлаждении.

Рисунок 3.

На рисунке 3 приведены зависимости e(Т) при нагревании и охлаждении образца нитрата калия на частоте 100 Гц из которого можно сделать вывод, что для КNO₃ в порах при 110°С либо переходит из a-фазы в γ-фазу, а второго перехода не наблюдается, либо температура фазового перехода из a-фазы в β-фазу снижается на 20°С. Для однозначного определения этого факта необходимо провести дополнительные рентгеноструктурные измерения.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Бурсиан Э.В. Нелинейный кристалл. Титанат бария.- М.: Наука, 1974. -295 с.
Ferroelectric Ceramics, ed. by N. Setter and E.L. Colla (Birkhause, Basel, 1993).
Иона Ф., Ширане Д. Сегнетоэлекрические кристаллы./Перевод на русский под редакцией Шувалова Л.А.- М.: Мир, 1965. -555с.
Смоленский Г.А., Боков В.А., Исупов В.А., Крайник Н.Н, Пасынков Р.Е, Шур М.С. Сегнетоэлектрики и антисегнетоэлектрики.- М.: Наука, 1971. - 476 с.
Блинц P., Жекш Б. Сегнетоэлектрики и антисегнетоэлектрики /Перевод с английского под редакцией Шувалова Л.А.- М.: Мир, 1975. - 398 с.
Поплавко Ю.М. Физика диэлектриков.- Киев: Вища шк., 1980, -400с.
Samara G.A. The effect of hydrostatic pressure on ferroelectric properties //Advances in high pressure research. New-York, 1969. - V.3. - P.159-239.

ФОРМИРОВАНИЕ ПЕДАГОГИЧЕСКОГО МАСТЕРСТВА НА ПОСЛЕВУЗОВСКОМ ЭТАПЕ ОБУЧЕНИЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЕЙ ВЫСШЕЙ МЕДИЦИНСКОЙ ШКОЛЫ

Статья в формате PDF 161 KB...

23 05 2026 1:46:47

ИССЛЕДОВАНИЕ МАРШРУТОВ ТРАНСПОРТИРОВКИ СЖИЖЕННОГО ПРИРОДНОГО ГАЗА ИЗ ЕВРОПЫ В СТРАНЫ АЗИАТСКО-ТИХООКЕАНСКОГО РЕГИОНА

Статья в формате PDF 395 KB...

22 05 2026 13:17:40

МАЛОЕ ПРЕДПРИНИМАТЕЛЬСТВО КАК ИНСТИТУТ РЫНОЧНОЙ ЭКОНОМИКИ

Статья в формате PDF 108 KB...

21 05 2026 7:26:47

КЛИНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА СИМПТОМОВ МАСТОПАТИИ У ЖЕНЩИН РЕПРОДУКТИВНОГО ВОЗРАСТА И В МЕНОПАУЗЕ

Статья в формате PDF 144 KB...

20 05 2026 1:12:39

АНАЛИЗ ПАСТБИЩНОЙ ДИГРЕССИИ СТЕПНЫХ СКЛОНОВ БАССЕЙНА СРЕДНЕГО ДОНА

Статья в формате PDF 114 KB...

19 05 2026 11:56:21

ОБ ИЗВЛЕЧЕНИИ КУМАРИНОВ ИЗ БОРЩЕВИКА

Статья в формате PDF 121 KB...

18 05 2026 8:20:23

ЖЕЛЧЕГОННАЯ АКТИВНОСТЬ ЭКСТРАКТА ИЗ СКОРЛУПЫ СЕМЯН СОСНЫ СИБИРСКОЙ

Статья в формате PDF 126 KB...

17 05 2026 5:22:50

СТРАТЕГИЯ РАЗВИТИЯ КАФЕДРЫ ЗООЛОГИИ В УСЛОВИЯХ ПРОВИНЦИАЛЬНОГО ВУЗА: КОНЦЕПЦИЯ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ

Статья в формате PDF 113 KB...

16 05 2026 11:25:41

ВЗАИМОСВЯЗЬ ПРОБЛЕМЫ БЛИЗОРУКОСТИ С ГРАМОТНОСТЬЮ ЧЕЛОВЕКА

Статья в формате PDF 96 KB...

15 05 2026 13:40:34

ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ МЕТАНА ПРИ ИЗМЕНЕНИИ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ГОРНОГО МАССИВА

Статья в формате PDF 127 KB...

14 05 2026 4:39:13

О ПРИМЕНЕНИИ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ТУРИСТИЧЕСКОЙ СФЕРЕ

Статья в формате PDF 252 KB...

13 05 2026 1:59:26

ВЛИЯНИЕ ГУСТОТЫ СТОЯНИЯ НА НАКОПЛЕНИЕ САХАРОВ В СОКЕ СТЕБЛЕЙ САХАРНОГО СОРГО В УСЛОВИЯХ АРИДНОЙ ЗОНЫ

Изучено влияние различной густоты стояния сахарного сорго на накопление сахаров в соке стeблей, сортов Юбилейное и Славянское поле ВС, в аридной зоне на различных типах почв. Установлено, что тип почвы дает незначительную прибавку в накоплении сахаров, но существенное влияние оказывает норма посева. Наибольшее накопления сахаров 12,6 т/га отмечено у сорта Славянское поле ВС при норме посева 100 тыс. шт. растений на 1 га. С увеличением нормы посева до 160 тыс. шт. на 1/га содержание сахаров в соке стeблей уменьшалось. ...

12 05 2026 1:30:34

МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЗАЧАТКА ТРОЙНИЧНОГО УЗЛА ЧЕЛОВЕКА НА 6 НЕДЕЛЕ ЭМБРИОНАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ

Статья в формате PDF 104 KB...

11 05 2026 15:33:22

ПРИМЕНЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ СПОСОБОВ ВВЕДЕНИЯ ДЕРИНАТА У ДЕТЕЙ С РЕЦИДИВИРУЮЩИМ БРОНХИТОМ

Статья в формате PDF 104 KB...

10 05 2026 3:55:54

Студенты как телеаудитория

Статья в формате PDF 314 KB...

09 05 2026 14:55:26

ЛАЗЕР КАК ИСТОЧНИК АКТИВНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Статья в формате PDF 311 KB...

08 05 2026 6:34:19

РОЛЬ ВНУШЕНИЯ И ПЛАЦЕБОТЕРАПИИ ПРИ ЛЕЧЕНИИ БОЛЬНЫХ АЛКОГОЛИЗМОМ ВО ВРЕМЯ ИХ ОБРАЩЕНИЯ К ХИРУРГУ ЗА ХИРУРГИЧЕСКОЙ ПОМОЩЬЮ

Статья в формате PDF 123 KB...

07 05 2026 15:56:48

СОВРЕМЕННЫЕ АСПЕКТЫ ПОДГОТОВКИ КОНСТРУКТОРОВ ПО НАПРАВЛЕНИЮ 200100 ПРИБОРОСТРОЕНИЕ

Статья в формате PDF 118 KB...

06 05 2026 0:51:18

ВЛИЯНИЕ РЕНТГЕНОВСКИХ ЛУЧЕЙ НА ЭПИТЕЛИОЦИТЫ КОЖИ ГОЛОВЫ

Статья в формате PDF 96 KB...

05 05 2026 13:56:55

КОРЕЛЛЯЦИОННЫЕ ВЗАИМООТНОШЕНИЯ МЕЖДУ ФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ ПАРАМЕТРАМИ СЕРДЕЧНО – СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ У ПОЖИЛЫХ БОЛЬНЫХ ПЕРЕНЕСШИХ ИНФАРКТ МИОКАРДА С ЗУБЦОМ Q

Статья в формате PDF 106 KB...

04 05 2026 21:47:56

ИХТИОФАУНА ДАГЕСТАНСКОГО ПОБЕРЕЖЬЯ КАСПИЯ

Статья в формате PDF 125 KB...

03 05 2026 12:11:52

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ В РАЗЛИЧНЫХ ИСТОЧНИКАХ Г.О. ШУЯ

Статья в формате PDF 300 KB...

02 05 2026 23:15:49

Мероприятия, снижающие вредное воздействие отвалов на окружающую среду

В статье рассмотрено негативное воздействие отвалов на окружающую среду. Описаны основные явления, возникающие с появлением отвала и их вредное воздействие. Предложены пути предотвращения эрозионных процессов. Описаны мероприятия для сбора и отвода поверхностного стока вод с отвалов. Рассмотрено самовозгорание отвалов и предложена селективная отсыпка их горизонтальными слоями. ...

01 05 2026 21:36:15

КОРРЕКЦИЯ ИММУННОГО ОТВЕТА ПРИ КОМБИНИРОВАННОМ ВВЕДЕНИИ ХИТОЗАНА И ВАКЦИНЫ ВАКСИГРИПП

Статья в формате PDF 251 KB...

30 04 2026 1:37:31

НЕОБХОДИМОСТЬ РАЗРАБОТКИ И АПРОБАЦИИ ПОДСИСТЕМЫ ПЕРЕЗАЧЁТА КРЕДИТНЫХ ЕДИНИЦ В АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМАХ СФЕРЫ ОБРАЗОВАНИЯ С УЧЁТОМ ПОЛОЖЕНИЙ БОЛОНСКОЙ ДЕКЛАРАЦИИ

Статья в формате PDF 99 KB...

29 04 2026 1:43:46

СУБЪЕКТНО-ОБЪЕКТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭТАПОВ И ФОРМ КОНКУРЕНЦИИ

Статья в формате PDF 116 KB...

28 04 2026 12:34:11

ПРОСТРАНСТВЕННАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ СИНУСНО-ПРЕДСЕРДНОГО УЗЛА СЕРДЦА КРЫСЫ

Статья в формате PDF 112 KB...

27 04 2026 12:11:31

ИДЕНТИФИКАЦИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЗЕРНОВЫХ СУШИЛОК

Представлены результаты исследования зерновых сушилок в условиях нормального функционирования, а также оценки их динамических хаpaктеристик в виде передаточных функций. Приведены оценки неравномерности поля температуры и влагосодержания зерна, на основании чего делается вывод о необходимости стабилизации количества тепловой энергии подаваемой в сушильную камеру. ...