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.

АНТИГИПЕРТЕНЗИВНАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ БЛОКАТОРА АНГИОТЕНЗИНА II КАНДЕСАРТАНА И ИНГИБИТОРА АНГИОТЕНЗИНПРЕВРАЩАЮЩЕГО ФЕРМЕНТА ЭНАЛАПРИЛА У ПАЦИЕНТОВ С ХРОНИЧЕСКОЙ СЕРДЕЧНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТЬЮ В СОЧЕТАНИИ С АРТЕРИАЛЬНОЙ ГИПЕРТОНИЕЙ И ПАРОКСИЗМАЛЬНОЙ ФИБРИЛЛЯЦИЕЙ ПР

Статья в формате PDF 111 KB...

23 03 2026 4:15:59

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРИРОДНОЙ ТОРФЯНОЙ ВОДЫ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНОГО ПРОДУКТА «АКВАГУМИТ»

Статья в формате PDF 132 KB...

22 03 2026 7:57:12

МИГРАЦИЯ АТЛАНТИЧЕСКОГО ЛОСОСЯ В РЕКУ ТУЛОМА

Статья в формате PDF 488 KB...

21 03 2026 9:38:36

ОБОСНОВАНИЕ РАННЕГО ПРИМЕНЕНИЯ ЭФФЕРЕНТНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В КОМПЛЕКСЕ ИНТЕНСИВНОЙ ТЕРАПИИ ОСТРОГО ПЕРИТОНИТА

Статья в формате PDF 99 KB...

20 03 2026 14:29:48

ФАКТОРЫ РАЗЖИЖЕНИЯ КОАГУЛИРОВАВШЕГО ЭЯКУЛЯТА ЧЕЛОВЕКА

Из аспирата семенных пузырьков человека сочетанием катионообменной хроматографии на S-сефарозе и диск-электрофореза выделен белок. Молекулярная масса полученного белка, по данным SDS-PAGE, составила 53,5 kDa. Исходя из электрофоретической подвижности, мы предположили, что полученный белок –семеногелин-I (SPMIP/Sg-I). После обработки полученного препарата очищенным простатоспецифическим антигеном (человеческий калликреин-3 (hK3)), электрофоретически были выявлены многочисленные полипептиды с молекулярной массой от 5 до 24 kDa. Проверка биологической активности на образцах нативной cпepмы подтвердила наличие у полипептидных фрагментов способности ингибировать двигательную активность cпepматозоидов и они были отнесены к SPMI. Электрофоретическая подвижность фpaкции SPMI с молекулярной массой 18-20 kDa, которую мы назвали «тяжелой» (SPMI-h), соответствовала электрофоретической подвижности фpaкции нативной cпepмы человека, проявляющей ингибиторную активность. Изучение в казиинолитическом тесте (с химотрипсином и папаином в качестве ферментов) возможной ингибиторной активности SPMI-h, показало наличие подобной активности в отношении папаина, влияние на ферментативную активность химотрипсина выявлено не было. ...

19 03 2026 21:49:21

АНАТОМИЯ ЭМОЦИОНАЛЬНОГО МОЗГА

Статья в формате PDF 153 KB...

18 03 2026 22:43:14

Морфогенез сфинктерного аппарата общего желчного протока в раннем периоде онтогенеза человека

Статья в формате PDF 113 KB...

17 03 2026 2:23:16

БОРИСОВА ЭЛЕОНОРА ГЕННАДИЕВНА

Статья в формате PDF 347 KB...

16 03 2026 9:16:55

АНАЛИЗ И ОЦЕНКА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ БРИГАД СМП ПРИ ОБСЛУЖИВАНИИ ВЫЗОВОВ К ЛИЦАМ С ПЕРЕДОЗИРОВКОЙ ОПИАТОВ ЗА ПЕРИОД С 2003 ПО 2007 ГОДЫ (НА ПРИМЕРЕ Г. НОВОКУЗНЕЦКА)

Статья в формате PDF 242 KB...

15 03 2026 23:10:58

ЭКОЛОГО-ХИМИЧЕСКИЙ ПРАКТИКУМ КАК СРЕДСТВО РАЗВИТИЯ ПОЗНАВАТЕЛЬНОГО ИНТЕРЕСА В ПРОЦЕССЕ ОБУЧЕНИЯ ХИМИИ

Статья в формате PDF 118 KB...

14 03 2026 0:34:46

СОСТОЯНИЕ РАДИКАЛОБРАЗУЮЩЕЙ СПОСОБНОСТИ ЛЕЙКОЦИТОВ У БОЛЬНЫХ СЕПСИСОМ СТАФИЛОКОККОВОЙ ЭТИОЛОГИИ

Статья в формате PDF 110 KB...

13 03 2026 8:13:49

СОЗДАНИЕ СБАЛАНСИРОВАННЫХ РЫБНЫХ ПРОДУКТОВ ДЛЯ ШКОЛЬНОГО ПИТАНИЯ НА ОСНОВЕ ПРИНЦИПОВ ПИЩЕВОЙ КОМБИНАТОРИКИ

Статья в формате PDF 267 KB...

12 03 2026 19:43:45

МОРФОМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПЕЧЕНИ ПРИ ВКЛЮЧЕНИИ В РАЦИОН КУР-НЕСУШЕК КРЕМНИЙ СОДЕРЖАЩЕЙ КОРМОВОЙ ДОБАВКИ

Статья в формате PDF 125 KB...

11 03 2026 1:25:34

ВЛИЯНИЕ ПОСТОЯННОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА СОСТОЯНИЕ КОСТНОЙ ТКАНИ КРЫС С ПОВЫШЕННЫМ УРОВНЕМ РЕЗОРБЦИИ

Исследовано влияние постоянного магнитного поля на морфо-функциональное состояние костной ткани крыс в условиях повышенной резорбции. Показано, что воздействие на животных постоянным магнитным полем 9 мТл предотвращает деградацию коллагена и потерю костной массы у крыс, подвергавшихся действию высокой температуры, и не влияет на состояние костной ткани интактных животных. ...