Drukuj

Dr inż. Katarzyna Berent

Opiekun pracy: Prof. dr hab. inż. Marek Faryna


Tytuł pracy w języku polskim: Charakterystyka struktury i wybranych właściwości ferroelektrycznych materiałów na osnowie ceramiki PZT

Tytuł pracy w języku angielskim: Characterization of the structure and properties of ferroelectric materials based on the PZT ceramics.


Słowa kluczowe w języku polskim: ceramika ferroelektryczna, PZT, struktura domenowa, EBSD

Słowa kluczowe w języku angielskim: ferroelectric ceramics, PZT, domain structure, EBSD


Charakterystyka pracy w języku polskim:

Ze względu na duże znaczenie aplikacyjne materiały ferroelektryczne są intensywnie badane od wielu lat. W rodzinie perowskitowych ceramicznych materiałów inteligentnych istotną rolę odgrywają cyrkoniano - tytaniany ołowiu modyfikowane lantanem (Pb,La)(Zr,Ti)O3 - PLZT), stanowiące bazę produkcyjną podzespołów w elektronice, optoelektronice i piezoelektronice. Fizyczne właściwości tych materiałów silnie zależą od ich mikrostruktury (wielkości ziaren i struktury domenowej). Z uwagi na dużą różnorodność zastosowań istotnym staje się określenie korelacji między lokalnymi zmianami orientacji krystalograficznych a fluktuacją składu chemicznego w mikroobszarach ceramiki PLZT. W tym celu opracowano procedurę opisu mikrostruktury wykorzystując zaawansowane techniki mikroskopii elektronowej m. in. dyfrakcję elektronów wstecznie rozproszonych (EBSD) w połączeniu z mikroanalizą rentgenowską opartą na dyspersji długości fali promieniowania rentgenowskiego (WDXS) w skaningowym mikroskopie elektronowym (SEM). Badania związków mikrostruktury i właściwości ferroelektryków rozszerzono o analizę obrazów dyfrakcyjnych powstałych w trybie wiązki zbieżnej (CBED) w transmisyjnym mikroskopie elektronowym (TEM). Przeprowadzony szereg badań wykazał bezpośredni wpływ mikrostruktury i składu chemicznego na właściwości dielektryczne materiałów. Poznanie strukturalnych aspektów okazało się kluczowe przy opracowywaniu materiałów ceramicznych o nowych lub ulepszonych właściwościach ze względu na ich przyszłe zastosowanie.

Charakterystyka pracy w języku angielskim:

Ferroelectric materials have been extensively studied in recent years because of their promising properties for a wide range of application. Perovskite structured lanthanum-modified lead zirconate titanate ((Pb,La)(Zr,Ti)O3 - PLZT) is an important ferroelectric material used in numerous modern applications in electronics, optoelectronics and piezoelectronic. Physical properties of crystalline materials often strongly depend on the grain and ferroelectric domain size in the crystallites. Due to the large variety of applications it becomes important to determine the correlation between local crystallographic orientations and fluctuations of the chemical composition from microareas of PLZT ceramics. Electron backscatter diffraction (EBSD) technique combined with X-ray dispersion based on a wavelength dispersion X-ray spectroscopy (WDXS) in a scanning electron microscope (SEM) used for this case to purpose a procedure for the description of the microstructure. Research was widened to the analysis of microstructure and ferroelectric properties used a diffraction images formed in a convergent beam electron diffraction (CBED) in a transmission electron microscope (TEM). The studies showed a direct effect of microstructure and chemical composition on the dielectric properties of ferroelectric materials. Understanding of the structural aspects is important in the development of these materials with improved properties in accordance with their intended use.


Opis bibliograficzny:

  1.  Checa A. G., Mutvei H., Osuna-Mascaró A. J., Bonarski J. T., Faryna M., Berent K., Pina C. M., Rousseau M., Macías-Sánchez E., Crystallographic control on the substructure of nacre tablets, Journal of Structural Biology, 183 (2013) 368-376

  2.  Checa A. G., Bonarski J. T., Willinger M. G., Faryna M., Berent K., Kania B., González-Segura A., Pina C. M., Pospiech J., Morawiec A., Crystallographic orientation inhomogeneity and crystal splitting in biogenic calcite, Journal of the Royal Society Interface, 10, (2013) 20130425

  3.  Góral A., Lityńska-Dobrzańska L., Żórawski W., Berent K., Wojewoda-Budka J., Microstructure of Al2O3-13TiO2 coatings deposited from nanoparticles by plasma spraying, Archives of Metallurgy and Materials, 58 (2013) 335-339

  4. Sztwiertnia K., Kawałko K., Bieda M., Berent K., Microstructure of policrystalline zinc subjected to plastic deformation by complex loading, Archives of Metallurgy and Materials, 58 (2013) 157-161

  5. Poplewska J., Paul H., Berent K., Early stages of recrystallization in ECAP-Deformed AA1050 alloy investigated by SEM Orientation Mapping, Materials Science Forum, 753 (2013) 267-270

  6. Starowicz Z., Lipiński M., Berent K., Socha R., Szczepanowicz K., Kruk T., Antireflection TiO x Coating with Plasmonic Metal Nanoparticles for Silicon Solar Cells, Plasmonics, 8 (2013) 41-43,

  7. Dutkiewicz J., Lityńska-Dobrzańska L., Góral A., Berent K., Woch M., Osadnik M., TEM studies of structure of Ag base nanocomposites intended for electric contact materials, Solid State Phenomena, 186 (2012) 198-201

  8. Berent K., Faryna M., High resolution EBSD/SEM analysis of PLZT ferroelectric crystals in Low Vacuum conditions, Solid State Phenomena; 186 (2012) 62-65

  9. Fima P., Berent K., Pstruś J., Gancarz T., Wetting of Al pads by Sn–8.8Zn and Sn–8.7Zn–1.5(Ag, In) alloys, Journal of Materials Science, 47 (2012) 8472-8476

  10. Góral A., Żórawski W., Berent K., Charakterystyka mikrostruktury natryskiwanych plazmowo powłok Al2O3-13TiO2, Mechanik; 8-9 (2012) 772-774

  11. Poplewska J., Tarasek A., Berent K., Paul H., Zmiany strukturalne w procesie rekrystalizacji stopu AA1050 przetworzonego metodą ECAP, Conf. Ser XXXIX Szkoła Inżynierii Materiałowej Krynica 27-30.09.2011, (2011) 137-141

  12. Indyka P., Bełtowska-Lehman E., Faryna M., Rakowska A., Berent K., Microstructural and microchemical characterisation of the nikel-based coatings prepared by electrodeposition, Archives of Metallurgy and Materials, 55 (2010) 421-427

  13. Berent K., Kluczowski R., Krauz M., Krząstek K., Pędzich Z., Rękas M., Formowanie submikronowych i nanometrycznych proszków cyrkonowych dla zastosowań w ogniwach paliwowych, Ceramic Materials 62 (2010) 207-217

  14. Berent K., Faryna M., Płońska M., Orientation mapping applied to the study of ferroelectric ceramic, IOP Conf. Ser.: Mater. Sci. Eng. 2010, 7

  15. Faryna M., Berent K., Morgiel J., Sztwiertnia K., Płońska M., Multiscale orientation imaging microscopy examination of the PLZT ceramics, Acta Microscopica, 18 (2009)