Structure and microstructure behavior of iron doped potassium sodium niobate powders

In this paper, the synthesis and characterization of the potassium sodium niobate doped with iron powders have been studied. Solid-state oxide reaction sintering was used. The powders produced in this work exhibit no homogeneous microstructure, which introduced the growth of random cylindrical structures and will can contribute to the increased porosity ceramics. It was observed average particle size of 3μm, besides, also it was observed the formation of agglomerations and an increase in the size of these clusters with the increase in the amount of iron. The calcination temperature was 950 °C. This is slightly higher than other potassium sodium niobate powders systems. In addition to the physical and microstructural properties, structural properties are presented and analyzed for the first-time using Mössbauer spectroscopy as complementary technique in Fe 3+doped potassium sodium niobate powders. This work is important to state solid physics because establishes the influence of iron in the potassium sodium niobate system, and so the future obtaining of multifunctional materials that have piezoelectric and magnetic properties.

PORE PERCENTAGE ESTIMATION OF PIEZOELECTRIC CERAMICS USING CCANN AND IMAGE MADE WITH SEM

Авторами получены образцы пьезоэлектрической керамики ниобата калия натрия с концентрацией пор 10,25 и 40 объемных %. Разработана капсульная свёрточная искусственная нейронная сеть для определения процентного содержания пор по изображению. С помощью растрового электронного микроскопа получено обучающее множество примеров (фотографии поверхности и сколов подготовленных образцов). Разработка и апробация капсульной свёрточной искусственной нейронной сети осуществлена в несколько этапов. На первом проведено ее обучение с помощью метода обратного распространения ошибки. На втором - тестирование на проверочном множестве. На заключительном этапе проведено сравнение полученных результатов с результатами метода сравнения плотности материала. Показано, что данный метод можно использовать для решения задачи определения процентного содержания пор в KNN, поскольку полученные результаты сопоставимы с результатами, полученными другим методом. Установлено, что в образцах, в которых не были специально добавлены поры, также присутствуют поры (порядка 5 %). The authors synthesized samples of piezoelectric potassium sodium niobate ceramics of 10,25 and 40 pore percentage by volume. Capsule convolutional artificial neural network has been developed for estimation of the pore percentage in images. Using the scanning electron microscopy, f learning massive of examples was formed (photographs of surface and edges of so-synthesized samples). Development and approbation of the capsule convolutional artificial neural network was completed in a few stages. During the first stage, the network was trained using a backpropagation method. Secondly, it was tested by a testing set. At the final stage we made a comparison of the acquired results with the results of the density comparing method. The article shows that this method can be used the pore percentage estimation in sodium niobate ceramics because the acquired results are comparable with the results of other methods. It was found that the samples where the pores were not made also have some pore percentage (about 5 %).

COMPARATIVE ANALYSIS OF THE PROPERTIES OF SODIUM NIOBATE AND SODIUM - LITHIUM NIOBATE CERAMICS

Авторами исследовано влияние температуры синтеза ниобата натрия, на состояние поляризации в образцах керамики чистого ниобата натрия и модифицированного литием. Проведено сравнительное исследование структуры и пироэлектрических свойств полученных образцов. Показано, что введение в качестве модификатора лития приводит к существенному изменению структуры в глубине образцов керамики на основе ниобата натрия. Если в глубине образцов чистого ни ниобата натрия, как и на поверхности, различаются отдельные зерна, то центральная часть керамики ниобата натрия-лития представляет собой сплошной массив, в котором отдельные зерна не наблюдаются. Во всех образцах, кроме чистого ниобата натрия, синтезированного двойным синтезом (первый при 650 °C, второй при 700 °C), установлено существование градиента поляризации по толщине образцов, направленного от стороны, соответствующей положительному концу вектора поляризации к стороне, соответствующей отрицательному концу вектора поляризации. The authors studied the effect of the temperature of sodium niobate synthesis on the state of polarization in ceramic samples of pure sodium niobate and modified with lithium. A comparative study of the structure and pyroelectric properties of the obtained samples has been carried out. It is shown that the introduction of lithium as a modifier leads to a significant change in the structure in the depth of ceramic samples based on sodium niobate. If in the depth of the pure sodium niobate samples, as well as on the surface, there are individual grains, then the central part of the sodium niobate-lithium niobate ceramics is a continuous mass in which individual grains are not observed. In all samples, except for pure sodium niobate, which was synthesized by double synthesis (the first at 650 °C, the second at 700 °C), the existence of a polarization gradient along the thickness of the samples was established. The gradient is directed from the side corresponding to the positive end of the polarization vector to the side corresponding to the negative end of the polarization vector.

Structures and phase transitions in barium sodium niobate tungsten bronze (BNN)

The room-temperature structure of the filled tetragonal tungsten bronze, Ba2NaNb5O15 (BNN), has been the subject of a number of studies, and these studies have given an almost corresponding number of different results. From a group theoretical examination of the different possibilities and a review of the published experimental results we conclude that the room-temperature structure is that proposed by Labbé et al. [J. Phys. Condens. Matter (1989), 2, 25–43] in the space group Bbm2 (Ama2 in standard setting) on a 2\sqrt{2}a × \sqrt{2}a × 2c cell. Upon heating, the structure remains ferroelectric but becomes tetragonal (space group P4bm) at 550 K, then paraelectric (space group P4/mbm) at and above 860 K.