3.2.2 Титанаты висмута со структурой слоистого пирохлора

Для соединений Bi2Cr и Bi2Cu на графике частотной зависимости диэлектрических потерь отсутствует максимум, тогда как у состава Bi2Fe он есть (рис. 3.23). Для соединения Bi2Fe можно оценить наиболее вероятное время релаксации i_Bi2Fe⁼3.3∙IO'³с.

Анализ диаграмм ε (ε) (рис. 3.24, 3.25) приводит к заключению о том, что состав Bi2Fe имеет отличный от составов Bi2Cr и Bi2Cu механизм проводимости: на рис. 3.24 наблюдается дуга полуокружности, что свидетельствует о наличии одного сильно выраженного релаксационного процесса; на рис. 3.25 наблюдаются прямые линии, что свидетельствует о сильном вкладе проводимости на постоянном токе в процессы релаксации,

проходящие в составах Bi2Cr и Bi2Cu по всей области дисперсии. Тем не менее, для составов Bi2Cr и Bi2Cu удалось определить наиболее вероятные времена релаксации в низкочастотной области спектра, используя эмпирический расчетный прием [85]. Для расчета наиболее вероятных времен релаксации применялась диаграмма Д (Д) (2.71 и 2.72), аналогичная диаграмме Коула-Коула, где наиболее вероятное время релаксации определяется максимумом набора данных, ложащихся на дугу полуокружности. Наиболее вероятные времена релаксации для составов со структурным типом пирохлора представлены в таблице 3.6. Необходимо отметить, что, согласно данным таблицы 3.6, наиболее вероятное время релаксации состава с примесным атомом меди, как и в случае слоистых керамик со структурой типа перовскита (табл. 3.4) более чем в 5 раз отличается от других составов. Этот результат, как и ранее, можно объяснить, используя подход, основанный на разнице в ионных радиусах ионов меди и ионов железа, хрома, примененный для описания свойств составов из и.

Таблица 3.6.

Наиболее вероятные времена релаксации исследуемых составов

87

Рис.3.23. Частотная зависимость ε для составов: 1 - Bi₂Ti₂ SFe_{0 6}O_{8 9},

2 — Bi₂Ti₂ 5Cr_{0 2}O₈з, 3 — Bi₂Ti₂ 5Cu1O₉

Рис. 3.24. Диаграмма ε (ε) для состава Bi₂Ti_{2 5}Fe₀.₆O₈.₉.

88

Рис. 3.25. Диаграмма ε (ε) для составов: 2 - Bi₂Ti₂ SCr₀₂O_{8 3}, 3 - Bi₂Ti_{2 5}CuιO₉.

Рис. 3.26. Диаграмма β (β ) для составов: 2 - Bi₂Ti_{2 5}Cr₀₂O₈.₃, 3 - Bi₂Ti_{2 5}CuιO₉.

Величины действительной части комплексной проводимости исследуемых соединений находятся в следующих диапазонах: для состава Bi2Fe σ = 10⁶ ÷ 10^³См/м, а для составов Bi2Cr и Bi2Cu проводимости находятся в близких по величине σ диапазонах: σ = 10'⁷÷10^⁵См/м (рис. 3.27). Обращает на себя внимание то факт, что динамическая проводимость керамик на основе титаната висмута со структурой слоистого пирохлора на 1 - 2 порядка выше, чем у структур типа слоистого перовскита.

Рис. 3.27. Зависимость σ(f) для составов: 1 -Bi₂Ti₂ SFe_{0 6}O_{8 9},

2 — Bi₂Ti₂ 5Cr_{0 2}O₈з, 3 — Bi₂Ti₂ 5Cu1O9