Получение, структурные и электрофизические исследования пьезокерамики на основе систем (1-x)Ba(Ti,Sn)O3∙xPbTiO3, (1-2x)BiScO3∙xPbMg1/3Nb2/3O3∙xPbTiO3 и фаз Bi3TiNbO9, Na0,5Bi4,5Ti4O15 со структурой слоистого перовскита тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.27.06, кандидат наук Спицин Александр Игоревич

• Спицин Александр Игоревич
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Спицин Александр Игоревич

Введение

Раздел 1. Пьезоэлектрические материалы (обзор литературы)

1.1 Прямой и обратный пьезоэлектрический эффект

1.2. Уравнения пьезоэлектрического эффекта, пьезомодули, их тензорная и матричная форма

1.3. Электрострикция

1.4. Критерии качества пьезоэлектрических материалов

1.5. Классификация пьезоэлектриков в соответствии с их симметрией; особенности свойств сегнетоэлектрических пьезоэлектриков

1.6. Пьезокермика

1.7. Сегнетоэлектрики-релаксоры

1.8. Пьезоэлектрики со структурой перовскита

1.8.1. Кристаллическая структура перовскита

1.8.2. Титанат бария ВаТЮ3 (ВТО)

1.8.3. Титанат свинца РЪТЮ3 (РВО)

1.8.4. Твердые растворы Ва(Т^-хМех)О3, Ме = 8п

1.8.5. Пьезоэлектрические твердые растворы РЬ^гхТ11-х)О3 - PZT, морфотропная фазовая граница

1.8.6. Системы PbMg1/3Nb2/3O3 - РЪТЮ3, РЪ2г1/3КЪ2/3О3 - РЪТЮ3

1.8.7. Твердые растворы в системе BiScO3 - РЪТЮ3

1.9. Пьезоэлектрики семейства Вьсодержащих соединений со слоистыми перовскитоподобными структурами

1.10. Применения пьезоэлектрического эффекта, пьезоэлектрические материалы

1.11. Выводы из литературного обзора, постановка целей и задач исследований

Раздел 2. Методы получения и изучения образцов

2.1. Получение пьезокерамики

2.2. Рентгенофазовый и рентгеноструктурные анализы

2.3. Термогравиметрический анализ

2.4. Измерения электрофизических характеристик пьезокерамики

Раздел 3. Эволюция диэлектрических свойств твердых растворов (1-х)Ва(Т10,758п0;25)Оз-хРЬТЮз при изменении их состава

3.1. Введение

3.2. Синтез керамики

3.3. Рентгеновский фазовый и термогравиметрический анализы

3.4. Диэлектрические исследования

3.5. Изучение пьезоэлектрических свойств и токов термостимулированной деполяризации

3.6. Заключение к разделу

Раздел 4. Получение, структурные и электрофизические исследования сегнетокерамических образцов системы (1-2х)В18сОзхРЪТЮзхРЪМ§1/зКЪ2/зОз, 0 < х <

4.1 Введение

4.2 Синтез образцов

4.3 Рентгеновский фазовый анализ

4.4. Кристаллическая структура твердых растворов (1-

2х)В18сОз-хРЬТЮз-хРЬМ§1/зКЪ2/зОз с х = 0.42 в поляризованном и деполяризованном состоянии

4.5. Диэлектрические измерения

4.6. Заключение по разделу

Раздел 5. Получение, диэлектрические и пьезоэлектрические исследования фаз В1зТ1КЪО9, В12Са№2О9 с добавками разных атомов

5.1. Введение

5.2. Синтез образцов

5.3. Рентгеновский фазовый анализ....................................................................................9Э

5.4. Диэлектрические исследования...................................................................................9Э

5.5. Пьезоэлектрические свойства

5.6. Заключение по разделу

Раздел 6. Микроструктура и электрофизические свойства высокотемпературной пьезокерамики В1зТ1КЪО9

6.1. Введение

6.3. Рентгеновский фазовый анализ

6.4. Диэлектрические исследования

6.5. Пьезоэлектрические и пироэлектрические свойства

6.6. Заключение по разделу

Раздел 7. Микроструктура и электрофизические свойства высокотемпературной пьезокерамики №0;5Вц5Т14О15

7.1. Введение

7.2. Получение образцов

7.3. Рентгеновский фазовый анализ

7.4. Диэлектрические исследования

7.5. Пьезоэлектрические и пироэлектрические свойства

7.7. Заключение про разделу

Основные результаты и выводы

Литература

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Получение, структурные и электрофизические исследования пьезокерамики на основе систем (1-x)Ba(Ti,Sn)O3∙xPbTiO3, (1-2x)BiScO3∙xPbMg1/3Nb2/3O3∙xPbTiO3 и фаз Bi3TiNbO9, Na0,5Bi4,5Ti4O15 со структурой слоистого перовскита»

Введение

Актуальность темы. Пьезоэлектрическая керамика широко используется в современной науке и технике. На ее основе создаются различные электромеханические преобразователи: датчики, актюаторы, ультразвуковые излучатели и приемники и др. Расширение масштабов и областей применений пьезокерамики вызывают рост требований к ее эксплуатационным характеристикам и потребность в разработке технологий получения новой пьезокерамики с широкой вариацией диэлектрических и электромеханических характеристик, оптимизированных для различных областей применений. К важнейшим направлениям развития технологий пьезоэлектрических материалов относятся создание пьезокерамики, способной работать при высоких температурах (T > 700oC), разработка и создание новых высокоэффективных пьезоматериалов на основе твердых растворов многокомпонентных систем с морфотропными фазовыми границами (МФГ), в состав которых входят сегнетоэлектрики-релаксоры типа PbMgi/3 Nb2/303 (PMN). Такие твердые растворы, как было установлено в последние годы [1 - 3], в силу особенностей их микро-, нано- и кристаллической структуры могут проявлять гигантские пьезоэлектрический и электрострикционный эффекты, а также другие востребованные в различных областях науки и техники свойства.

Необходимость создания высокотемпературных пьезоматериалов обусловлена растущими потребностями их использования в жестких окружающих средах, например, при космических исследованиях, контроле работы двигателей, турбин и др. Однако, из-за недостаточно высокой точки Кюри Tc и соответственно перехода при T > Tc из сегне-тоэлектрического в параэлектрическое состояние большинство известных и широко применяемых пьезоэлектрических материалов не могут обеспечить стабильную работу при высоких температурах окружающей среды (T > 300oC). Создание высокотемпературных пьезоматериалов основано на использовании сегнетоэлектриков с высокой Tc. К наиболее перспективным из них относятся сегнетоэлектрические Bi-содержащие соединения со структурой слоистого перовскита (Bi- based layer structure ferroelectric - BLSF, или так называемые фазы Ауривиллиуса) [1, 4, 5], точка Кюри которых может превышать 900оС (Тс = 940оС для Bi3TiNbO9, Tc = 655oC для Na^Bi^TiAs). Возможности получения и использования такой высокотемпературной пьезокерамики затрудняются, однако, присущей ей повышенной пористостью (10 - 25 %), которая обусловлена плохой

компактируемостью при спекании характерных для ВЬ8Б пластинчатых кристаллитов [1, 4, 5]. Проблема получения высокоэффективных пьезокерамических образцов ВЬ8Б усугубляется также сравнительно высокой их проводимостью и деполяризацией при Т > 870 К [1, 5].

Относительно новых твердых растворов с релаксорной компонентой можно заметить, что несмотря на проводимые в последние годы их интенсивные исследования и установленную перспективность создания на их основе новых эффективных пьезомате-риалов [1 - 3], для многих потенциально перспективных оксидных систем возможности образования соответствующих твердых растворов и их электрофизические характеристики остаются неизученными.

В связи с изложенным тема настоящей диссертационной работы, посвященная разработке технологий получения высокоплотной высокотемпературной пьезокерамики на основе ВЬ8Б, а также получению и физико-химическим исследованиям новых эффективных многокомпонентных пьезоэлектрических твердых растворов с релаксорной компонентой; определению корреляций между химическим составом, кристаллической структурой и электрофизическими характеристиками пьезоэлектрических фаз, их строением и электрофизическими характеристиками, является актуальной как в научном, так и в прикладном отношениях.

Исследования по данной диссертационной работе проводились в рамках проектов № 3.1099.2017/ПЧ и № 3.4627.2017/ВУ по тематике «Получение, изучение структуры и свойств новых фаз с особыми физическими свойствами (сверхпроводящими, сегнето-электрическими, магнитными, магнитоэлектрическими и другими), разработка на их основе новых перспективных материалов для электронной техники», выполняемых в рамках Госзаданий Минобрнауки РФ высшим учебным заведениям в сфере научной деятельности, а также в рамках гранта РФФИ 15-02-04647 по разделу «Сегнетоэлектрики и диэлектрики».

Цель работы: разработка технологии получения, синтез и физико-химические исследования новой эффективной пьезокерамики на основе перовскитных систем (1-х)Ва(Т1,8и)Оз^хРЪТЮз,

(1-2х) В18сОз-хРЬТЮз-хРЬМ§1/зКЪ2/зОз и фаз В1зТ1КЪО9, Ка^В^ТцО^ со структурой слоистого перовскита; определение влияния на свойства такой пьезокерамики различ-

ных технологических факторов: вариаций химического состава, режимов синтеза, термообработки и др.

Задачи работы:

- определение концентрационных пределов образования и технологических режимов синтеза образцов новых пьезоэлектрических твердых растворов со структурой перовскита в системах (1-х)Ва(Т1,8п)О3-хРЪТЮ3, (1-2х)В18сО3^хРЪТЮ3^хРЪМ§шКЪ2/3О3, получение образцов таких твердых растворов;

- совершенствование имеющихся и разработка новых технологий получения высокоплотной текстурированной пьезокерамики на основе ВЬ8Б - В13Т1КЪО9 и

Ка0,5В14,5Т14О15;

- исследование термической устойчивости изучаемых пьезоэлектрических фаз и фазовых переходов в них методами термогравиметрического анализа;

- определение особенностей атомно-кристаллического строения изучаемых фаз методами рентгеноструктурного анализа;

- изучение диэлектрических, проводящих, пьезо- и пироэлектрических характеристик полученных пьезоэлектрических образцов, а также их зависимости от технологических факторов - метода и режима синтеза, вариаций химического состава, термообработки и др.

Объекты исследований. Основными объектами исследований являлись:

- твердые растворы со структурой перовскита, образующиеся в системах (1-х)Ва(Т1,8п)О3-хРЪТЮ3 - (1-х)ВТ8п-хРТ; (1-2х)В18сО3-хРЪТЮ3- хРЪМ§1/3КЪ2/3О3 - (1-2х)В8^хРТ^хРМК;

- сегнетокерамика фаз В13Т1КЪО9 (ВТК) и Ка0;5Вц5Т14О15 (КВТ) со структурой слоистого перовскита.

Выбор указанных ВЬ8Б фаз и твердых растворов в качестве объектов исследований обусловлен высокой точкой Кюри ВЬ8Б фаз, что делает их перспективными для создания новых высокотемпературных пьезоматериалов; наличием МФГ и релаксорной компоненты в рассматриваемых перовскитных твердых растворах, с одной стороны, и недостаточной их изученностью, с другой.

Научная новизна работы:

1. Определены условия и концентрационные области образования новых твердых растворов со структурой перовскита в системах (1-х)Ва(Т1,8п)О3хРЪТЮ3 - ВТ8пхРТ (0

< х < 1) и (1-2х)В18сОз^хРЪТЮз^хРЪМ§1/зКЪ2/зОз - В8хРТхРМК (0,23 < х < 0,50). Синтезированы керамические образцы новых твердых растворов, установлены положения фазовых границ между ромбоэдрическими (кубическими) и тетрагональными твердыми растворами в этих системах (х -0,42 и 0,18 соответственно).

2. Получены новые данные о влиянии вариаций состава твердых растворов В8-хРТ-хРМК и ВТ8пхРТ на их структурные, диэлектрические, пьезо- и пироэлектрические свойства, в образцах ВТ8пхРТ впервые выявлены и изучены возвратные сегне-тоэлектрические-релаксорные свойства. В твердых растворах В8хРТхРМК с х=0,434; 0,446 и 0,42 выявлены спонтанные (Тс = 414 и 445 К) и индуцированные (Тс = 350 К) электрическим полем фазовые переходы из сегнетоэлектрического-релаксорного (БЕ-Я) в сегнетоэлектрическое (БЕ) состояние.

3. Определены условия синтеза методом горячего прессования и технологией шли-керного литья сегнетоэлектрических фаз В1зТ1КЪО9 и Ка0,5В14,5Т14О15 со структурой слоистого перовскита, позволяющие получать образцы высокоплотной текстурирован-ной высокотемпературной (Тс=1180 и 918 К) пьезокерамики этих фаз со сравнительно большой величиной эффективного пьезомодуля д*зз (22 и 180 пКл/Н), которая сохраняется до 973 и 803 К. Технология шликерного литья применена к данным фазам впервые.

Практическая значимость работы. Экспериментальные результаты диссертационной работы по разработке и оптимизации технологий получения пьезокерамиче-ских образцов имеют научную и практическую значимость, а полученные результаты исследования их структурных и электрофизических характеристик, позволяют получать образцы новой пьезокерамики с улучшенными характеристиками, которые перспективны для создания новых пьезоматериалов и обеспечения проведения актуальных фундаментальных научных исследований. В частности, полученные высокоплотные текстури-рованные образцы на основе фаз В1зТ1КЪО9 и Ка^Вц^ТцО^ могут использоваться при создании высокотемпературных пьезопреобразователей; разработанные сегнетопьезо-электрические материалы на основе системы (1-2х)В8-хРТ- хРМК, имеющие высокие пьезоэлектрические характеристики, весьма низкие значения механической добротности и проявляющие гигантскую продольную деформацию, индуцированную электрическим полем, перспективны для создания гидроакустической аппаратуры, УЗ приборов и ак-тюаторов; выявленные и изученные новые составы твердых растворов на основе системы (1-х)Ва(Т10,758п025)ОзхРЪТЮз с высокими значениями диэлектрической проницае-

мости, низкими величинами тангенса угла диэлектрических потерь и температурного коэффициента диэлектрической проницаемости в области комнатной температуры перспективны для создания конденсаторных материалов и диэлектрических антенн. Практическая значимость указанных результатов диссертации подтверждается наличием оформленного патента на материал для электростриктора и двух актов о внедрении: по оптимизации процессов технологии шликерного литья для создания текстурированных пьезокерамических образцов и многослойных пьезоэлементов на основе соединений Bi3TiNbO9 и Na0,5Bi4;5Ti4Oi5 с повышенными пьезоэлектрическими свойствами (АО «НИИ «Элпа», Зеленоград), а также по применению многослойной пьезокерамики на основе Na0;5Bi4;5Ti4O15 в макетах изделий высокотемпературных пьезопреобразователей в системах виброконтроля и технической диагностики АЭС (ООО «Глобал Тест», г. Са-ров).

Для развития научных основ синтеза материалов с заданными свойствами представляют результаты диссертационной работы.

Результаты диссертационной работы представляют интерес для развития научных основ синтеза пьезоматериалов с заданными свойствами, а также в качестве справочного материала, который может использоваться при разработке новых материалов электронной техники. Результаты работы используются в учебном процессе РТУ МИРЭА при чтении курсов лекций «Материалы активных диэлектриков» и «Физическая химия материалов и процессов электронной техники».

Полученные и охарактеризованные в процессе выполнения работы пьезокерами-ческие образцы использовались при проведении фундаментальных научных и прикладных исследований в ряде ведущих научных и научно-производственных организаций страны: АО «НИИ «Элпа», Южном федеральном университете, НИЦ "Курчатовский институт", Физико-химическом институте им. Л.Я. Карпова, Институте общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Физико-техническом институте имени А.Ф. Иоффе РАН и др. Обеспечение этих исследований подходящими образцами позволило получить ряд новых приоритетных научных результатов.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. В системе (1-x)Ba(Ti0;75Sn0;25)O3 xPbTiO3 образуются твердые растворы со структурой перовскита во всей ее области составов; в этой системе при х = 0,18 проходит фазовая граница между кубическими C (x < 0,18) и тетрагональными T (x > 0,18)

твердыми растворами. Новые твердые растворы (1-х)Ва(Т10,758п0,25)ОзхРЪТЮз образуются в условиях твердофазного синтеза, температура которого понижается от 1450оС при х = 0 до 1250оС при х = 1.

2. Рост содержания РЪТЮз в твердых растворах (1-х)Ва(Т10,758п0,25)ОзхРЪТЮз вызывает изменение их диэлектрических свойств в последовательности: сегнетоэлектриче-ские-релаксорные (БЕ-Я), возвратные сегнетоэлектрические-релаксорные (Я-БЕ-Я), сег-нетоэлектрические с размытым фазовым переходом (БЕ-БРТ), обычные сегнетоэлектри-ческие (БЕ), типа свойств сегнетоэлектрика РЪТЮз, при этом рост содержания РЪТЮз в сегнетоэлектрических твердых растворах вызывает повышение их Тс от 270 К при х = 0,15 до 763 К при х = 1, максимальную величину пьезомодуля дзз (170 пКл/Н) имеют твердые растворы, составы которых близки к фазовой С-Т границе (х = 0,25).

3. В системе (1-2х)В18сОз^хРЪТЮз^хРЪМ§1/зКЪ2/зОз твердые растворы со структурой перовскита образуются в области х = 0,2Э - 0,50, при х = 0,40 - 0,42 в этой системе проходит морфотропная фазовая граница между ромбоэдрической и тетрагональной формами твердых растворов.

4. Рост содержания В18сОз в твердых растворах вызывает изменение их диэлектрических свойств от БЕ ((1-2х) = 0 - 0,08), до БЕ-Я ((1-2х) = 0,08 - 0,40) и затем до свойств дипольного стекла ((1-2х) > 0,40). Образцы с х = 0,434 и 0,446 ниже Тс = 414 и 445 К спонтанно переходят в БЕ состояние; в образцах с х = 0,42 приложение электрического поля ~2,0 кВ/см индуцирует переход из БЕ-Я в БЕ состояние с Тс = 350 К. Твердые растворы составов, близких к МФГ (х -0,42), имеют высокие пьезоэлектрические (дзз = 580 пКл/Н) и электрострикционные (Л1/1 = 0,16% при 10 кВ/см) характеристики.

5. Технология шликерного литья позволяет получать образцы многослойных тек-стурированных высокотемпературных пьезоэлементов на основе фаз В1зТ1КЪО9 и Ка0,5В14,5Т14О15 со структурой слоистого перовскита, характеризуемых высокой точкой Кюри (1180 и 918 К соответственно) и сравнительно большой для данных фаз величиной эффективного пьезомодуля д*зз (22 и 180 пКл/Н), которая сохраняется до 973 и 803 К. Полученные пьезоэлементы перспективны для высокотемпературных применений.

Достоверность и обоснованность основных результатов и выводов диссертационной работы обеспечивалась использованием различных взаимодополняющих друг друга современных апробированных экспериментальных методов исследований и метрологически аттестованной измерительной аппаратуры; проведением повторных изме-

рений исследуемых образцов, подтверждающих воспроизводимость результатов; согласием полученных результатов с теоретическими расчётами и данными известными из литературы.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на научных конференциях и симпозиумах, в том числе:- II международной молодежной научной конференции «Актуальные проблемы пьезоэлектрического приборостроения», 6 -10 сентября 2015 г., Ростов-на-Дону; - Международных научно-технических конференциях «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения»: «INTERMATIC-2015», 1 - 5 декабря 2015 г., Москва и INTERMATIC - 2017, 20 - 24 ноября 2017 г., Москва; - пятом Международном междисциплинарном молодежном симпозиуме: Физика бессвинцовых пьезоактивных и родственных материалов (анализ современного состояния и перспективы развития) - LFPM-1016. 12 - 15 сентября 2016 г., Ростов-на Дону; - XXI всероссийской конференции по физике сегнетоэлектриков (ВКС - XXI). Казань. 25 - 30 июня 2017 г.; - второй научно- технической конференции Московского технологического университета. 15 - 20 мая 2017 года, Москва; - 14th Russia / CIS / Baltic / Japan Symposium on Ferroelectricity - RCBJSF, May 14 - 18 2018, Ioffe Institute, St. Peterburg, Russia; - третьей научно-технической конференции студентов и аспирантов МИРЭА - Российского технологического университета (III -я НТК РТУ МИ-РЭА), 21 - 26.05.2018 г., Москва; - International conference "Materials science of the future: research, development, scientific training" (June 22 - 26, 2019, Nizhni Novgorod, Lobachevsky University).

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 16 печатных работах, включающих 2 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 6 статей входящих в базу данных Web of Science и Scopus, 1 патент на изобретение и 7 прочих публикаций в рецензируемых изданиях. Список публикаций приведен в конце автореферата.

Личный вклад автора. Обозначение направлений и постановка задач исследований, разработка и оптимизация технологий синтеза, создание пьезокерамических образцов, проведение экспериментов по их термогравиметрическим, рентгенографическим, диэлектрическим, пьезо- и пироэлектрическим исследованиям, а также анализ и обобщение полученных результатов выполнены лично автором. Часть работы по детальному рентгеноструктурному анализу твердых растворов методом Ритвельда выполнена под руководством c. н. с. В.П. Сиротинкина.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи разделов, раздела, в котором изложены основные результаты и выводы, а также списка цитированной литературы в количестве 185 наименований. Общий объем диссертации составляет 135 страниц, включающих 59 рисунков и 4 таблицы.

Основное содержание работы

Во введении обосновывается актуальность темы и выбор объектов исследований, сформулированы основные цели и задачи работы, научная новизна и практическая значимость полученных результатов, их апробации, положения, выносимые на защиту, приведены сведения о личном вкладе автора, его публикациях по теме работы, ее апробации.

В первом разделе дан обзор литературы по теме исследований, в котором рассмотрены литературные данные о методах синтеза, особенностях структуры, свойств и применений сегнетоэлектрических и родственных веществ, при этом особое внимание уделено изучаемым в работе сегнетоэлектрическим и родственным фазам РЪТЮз, Ва8пОз, ВаТЮз,В18сОз - РЪТЮз, В12О2Лп-1ВпОзп+1, анализируются особенности структуры и свойств сегнетоэлектриков-релаксоров.

Во втором разделе дано описание основных экспериментальных методов и оборудования, используемых при исследованиях в диссертационной работе.

В третьем - седьмом разделах приводятся и обсуждаются экспериментальные результаты по синтезу и изучению керамических образцов систем (1-х)Ва(Т1,8п)Оз-хРЪТЮз (раздел 3), (1-2х) В18сОз^хРЪМ§шКЪ2/зОз^хРЪТЮз, (раздел 4); фаз В1зТ1КЪО9 и В^Са№2О9 с добавками разных атомов (раздел 5); фаз В1зТ1КЪО9 (раздел 6) и Ка0,5В14,5Т14О15 (раздел 7) со структурой слоистого перовскита.

Раздел 1. Пьезоэлектрические материалы (обзор литературы)

1.1 Прямой и обратный пьезоэлектрический эффект

Возникновение электрической поляризации (Р;) в веществе при приложении к нему механического напряжения растяжения-сжатия или сдвига (ст^) называют прямым пьезоэлектрическим эффектом. Этот эффект впервые экспериментально наблюдали братья Жак и Пьер Кюри в 1880 году [6]. Их эксперимент 1состоял в измерении поверхностных зарядов, возникающих на специально подготовленных кристаллах, которые подвергались механическому давлению. Первыми кристаллами, на которых Кюри наблюдали пьезоэлектрический эффект, были кристаллы турмалина (Ка,Са)(Ы,М§,Л1)3(Л1,Ре,Мп)6 (ОИ)4(ВО3)3816О18, топаза Л128Ю4(ОИ,Б)2, цинковой обманки 2п8, кварца 8Ю2, каламина И22п28Ю5 и борацита М§3В7О13С1. Они установили, что механическое давление, приложенное в определенных направлениях, вызывает возникновение на противоположных гранях кристалла электрических поверхностных зарядов противоположных знаков, пропорциональных механическому давлению (деформации).

В своей первой работе по наблюдению пьезоэффекта братья Кюри не установили, что кристаллы, проявляющие прямой пьезоэффект (электричество от приложенного напряжения), должны проявлять также и обратный пьезоэффект - возникновение в материале деформации (или механического напряжения) при приложении к нему электрического поля. Это свойство было математически предсказано из фундаментальных термодинамических принципов Липпманом в 1881 году [7]. В этом же году братья Кюри экспериментально подтвердили существование и обратного пьезоэффекта [8].

Таким образом, пьезоэлектрический эффект (пьезоэлектричество) - обратимый физический процесс, который происходит в некоторых материалах, в которых приложение механического напряжения/электрического поля генерирует возникновение в них электрического дипольного момента/деформации (или механического напряжения).

Материалы, обладающие пьезоэлектрическими свойствами, широко используются в науке и технике [1, 2, 9 - 21]. На их основе разработаны датчики давления, приводы, пьезоэлектрические звуковые излучатели (динамики) и микрофоны, кварцевые резонаторы, электронные фильтры для звуковоспроизводящей аппаратуры, пьезотрансформа-

торы, детонаторы для детонации взрывчатых веществ в производстве и горнодобывающей промышленности. Пьезоэлектрические излучатели и приемники широко используются в медицине: ультразвуковое исследование (УЗИ) и сканирующая зондовая микроскопия (СЗМ). Пьезоэлектрики также широко применяются в быту. Например, их можно встретить в зажигалках, цифровых телефонных аппаратах, увлажнителях воздуха, ультразвуковых стиральных машинках, жестких дисках компьютеров, струйных принтерах, пультах дистанционного управления и многих других бытовых электронных приборах. В настоящее время пьезоэлектрические материалы являются неотъемлемой частью многочисленных приборов и устройств, которые используют этот эффект и формируют основу для многомиллиардного мирового рынка.

1.2. Уравнения пьезоэлектрического эффекта, пьезомодули, их тензорная и

матричная форма

Математическое описание пьезоэлектричества связывает деформацию (или механическое напряжение) с электрическим полем через тензор третьего ранга. Этот тензор описывает реакцию любого пьезоэлектрического объемного материала на воздействие электрического поля или механической нагрузки. В зависимости от выбора независимых электрических (Е; или Р;) и механических (е^ или ст^) переменных, а также граничных условий (е = 0 - механически "зажатый" кристалл, а = 0 - «свободный» кристалл, Е = 0 - закороченный кристалл, Б = 0 - кристалл в разомкнутой цепи) пьезоэлектрический эффект может быть описан одним из следующих уравнений:

Р^шпСТшп; ^=е|тпетп; Е^-И^т^ Е;=-§;тпсттп (прямой пьезоэффект) (1.1),

ешп=^шпЕь ет^тпР.,; СТтп=-е1тпЕ;; Сттп=-^тп^ (обратный пьезоэффект) (1.2), где Е;, и Р;, (1 = 1, 2, 3 или х, у, 2) - компоненты векторов напряженности электрического поля и электрической поляризации, и - компоненты тензоров второго ранга механических деформации и напряжения, djmn, е,тп, И1тп и g1mn - компоненты тензоров третьего ранда, называемых пьезомодулями или пьезоэлектрическими константами [22]. В приведенных формулах используется нотация Эйнштейна, при которой суммирование проводится по повторяющимся индексам.

При деформации закороченного кристалла возникает поляризация, а разомкнуто-

го - электрическое поле. В электрическом поле свободный кристалл деформируется, а в зажатом кристалле возникают упругие напряжения.

Пьезомодули. Входящие в уравнения компоненты тензоров третьего ранга djmn, е]тп, Ь;тп, §1тп имеют одни и те же значения для прямого и обратного пьезоэффектов, они характеризуют пьезоэлектрические свойства материала, в частности, они описывают анизотропию пьезоэффекта. В них первый индекс j (1) означает номер компоненты поляризации Р,^), индексы, стоящие на втором и третьем местах, соответствуют компонентам сттп, етп. Число п независимых компонент тензора третьего ранга в принципе может быть равно 33 = 27. Однако вследствие симметрии тензоров напряжений и деформаций (сту е, = е,;) пьезоэлектрический тензор может иметь максимум 18 независимых компонент, поскольку ёщ = ё^. Случай п = 18 соответствует триклинным кристаллам класса 1.

Симметричность тензоров Сту по индексам 1, 1 тензоров еук, Иук, §ук по 1 к, а тензоров коэффициентов жесткости (упругости) Сук и упругой податливости Бци по двум первым и по двум последним индексам позволяет ввести для них сокращенную, так называемую матричную форму записи. В этой форме компоненты ец и ст, заменяются шестью членами стц и ец:

Сту = стц, 1, 1 О ^ =1, ..., 6; ец = ец, 1 О ^ =1, 2, 3;

2еу = ец, 1 О ^ =4, 5, 6; с одним индексом; компоненты ёук, §ук, е1пт и И;пт заменяются на компоненты е1ц и

с двумя индексами по формулам:

(&ц) = (§тт) при п, т О ^ = 1, 2, 3;

= 24пт (2&лт) при п, т О ^ = 4, 5, 6; е;ц (V) = еШт (ЬШт) при п, т О^=1, 2, 3, 4, 5, 6; компоненты Сук (8ук) заменяются 36 членами ^хД В матричной форме индекс, обозначаемый латинской буквой ^ соответствует электрическим величинам, он всегда стоит на первом месте и может принимать значения 1, 2, 3. Индекс, обозначаемый греческой буквой соответствует механическим величинам, он может принимать значения 1, 2, 3, 4, 5, 6.

В кристаллах с более высокой симметрией, чем триклинная число независимых компонент пьезомодулей п уменьшается еще больше. Эта особенность вытекает из принципа Неймана: элементы симметрии любого физического свойства кристалла

должны включать элементы симметрии точечной группы этого кристалла. Например, в тетрагональных кристаллах симметрии 4mm, а также в поляризованной керамике симметрии œm пьезоэлектрический эффект описывается матрицей, показанной на рис. 1.1, содержащей только три независимые компоненты.

О О О 0 d15 0\ О 0 0 dls О О

d3i d31 d33 ООО/

Рис. 1.1. Матрица пьезоэлектрических коэффициентов для кристаллов тетрагональной симметрии (точечная группа 4mm) и поляризованной пьезо-керамики симметрии œm [22].

Отметим, что наиболее часто используемыми пьезоэлектрическими константами, появляющиеся в литературе, являются пьезоэлектрические константы деформации, обозначаемые dijk. Они могут быть легко связаны с константами e;jk, если известны упругие податливости материалов sETimjk (при постоянном электрическом поле E и температуре T). В частности, пьезоэлектрические константы деформации могут быть выражены термодинамически как

dTkij = (dSij/Ek)aJ = (dDk/Sij)E,T. (1.3)

1.3. Электрострикция

В дополнение к пьезоэлектрическому эффекту, описываемому линейными уравнениями (эффекту первого порядка), и который обнаруживается только у нецентросимметрич-ных кристаллах, все кристаллы проявляют эффект электрострикции (эффект второго порядка) [22]. Предельные граничные условия для электрострикции те же, что и для пьезоэф-фекта. В зависимости от того, является ли диэлектрик электрически и механически свободным или зажатым, зависимость s или а от Е или Р можно описать четырьмя уравнениями. Для механически свободных диэлектриков электрострикция определяется уравнениями:

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Спицин Александр Игоревич, 2020 год

Литература

1. Handbook of dielectric, piezoelectric and ferroelectric materials: Synthesis, properties and applications. Edited by Z.-G. Ye. Woodhead Publishing. 2008. - 1096 pages.

2. Advanced piezoelectric materials. Science and technology. Edited by K. Uchino. 2nd Edition. Woodhead Publishing. 2017. 848 p.

3. Li F., Lin D., Chen Z., Cheng Z., Wang J., Li C., Xu Z., Huang Q., Liao X., Chen L.-Q., Shrout T.R., Zhang S. Ultrahigh piezoelectricity in ferroelectric ceramics by design. Nature Materials. 1918. V.17. No4. P.349-354.

4. Subbarao E.C. A Family of Ferroelectric bismuth compounds. J. Phys. Chem. Solids. 1962. V.23. No6. P.665-676. DOI: 10.1016/0022-3697(62)90526-7.

5. Moure A., Castro A., Pardo L. Aurivillius-type ceramics, a class of high-temperature piezoelectric materials. Drawbacks, advantages and trends. Progr. Solid State Chem. 2009. V.37. No1. P.15-39.

6. Curie J., Curie P. Développement par compression de l'électricité polaire dans les cristaux hémièdres à faces inclinées. Bulletin de la Société minéralogique de France. 1880. V.3, 4. P.90-93. doi : https://doi.org/10.3406/bulmi.1880.1564. (Curie P., Curie J. Developpement, par pression, de l'electricite polaire dans les cristaux hemiedres a faces inclinees. Comptes Rendus (France) 1880. V.91. P.294-295).

7. Lippmann G. Principe de la conservation de l'électricité, ou second principe de la théorie des phénomènes électriques. J. Phys. Theor. Appl. 1881. V.10. No1. P.381-394. 10.1051/jphystap:0188100100038100ff. ffjpa-00237824f.

8. Curie P., Curie J. Contractions et dilatations produites par des tensions electriques dans les cristaux hemiedres a faces inclinees. Comptes Rendus (France). 1881. 93. P.1137-1140.

9. Смoлeнcкий Г.А., Бoкoв В.А., Исушв В.А., Крайник Н.Н., Пасынтов Р.Е., Шур М.С. Сeгнeтoэлeктрики и aнтиceгнeтoэлeктрики. Л.: Наука, Лeнингр. ota., 1971, 476 с.

10. Яффe Б., Кук У., Яффe Г. "Пьeзoэлeктричecкaя кeрaмикa": Шр. с англ. // М.: Мир, 1974.288с. (Yaffe B., Cook W.R. and Yaffe R. Piezoelectric ceramics. London-NY: Academic Press, 1971).

11. Окадзаки К. Тeхнoлoгия кeрaмичecких диэлeктрикoв // М.: Эжргия. 1976. 336 с.

12. М. Лайнс, А. Гласс. Сегнетоэлектрики и родственные им материалы. М.: Мир. 1981. 736 с. (Lines ME and Glass AM: Principles and Applications of Ferroelectrics and Related Materials. Clarendon, Oxford, 1977).

13. Ю.Н. Веневцев, Е.Д. Политова, С. А. Иванов. Сегнетоэлектрики и антисегенто-электрики семейства титаната бария. М: Химия. 1985. 256 с

14. Ротенберг Б.А. Керамические конденсаторные диэлектрики. СП б.: Типография ОАО НИИ «Гириконд». 2000. 246 с.

15. Mоrphоtrоpic Phase Bоundary Perovskites, High Strain Piezоelectrics, and Dielectric Ceramics. Edited by R. G^, K.M. Nair, W. Wоng-Ng, A. Bhalla, D. Viehland, D. Suvo-rov, C. Wu. S.-l. Hirano. Published by The American Ceramic Society. www.ceramics.org. Publisher: Wiley-American Ceramic Society. 2003. - 584 pages.

16. Шарапов В.М., Мусиенко М.П., Шарапова Е.В. Пьезоэлектрические датчики. Под. Ред. В.М. Шарапова. М.: Техносфера. 2006. 632 с.

17. Piezоelectric and A^ustic Materials for Transducer Applicattons. Editors: A. Safari, E.K. Akdоgan. Springer Science+Business Media, LLC. 2008. 481 p.

18. W. Heywang, K. Lubitz, W. Wersing. Piezоelectricity. Evоlutiоn and Future оf a Technology. Springer Series in Materials Science. Springer-Verlag Berlin Heidelberg. 2008. 580 p.

19. Energy Harvesting Technologies. Editors: S. Priya, D.J. Inman. Springer Science+Business Media, LLC 2009. 517 p. DOI 10.1007/978-0-387-76464-1.

20. Piezоelectrics and Related Materials: Investigates and Applicattons. Series: Materials Science and Tech^togies. Edited by I.A. Pari^v. Publisher: №va Science Pub Inc. 2012. 306 p.

21. Головнин В.А., Каплунов И.А., Малышкина О.В., Педько Б.Б., Мовчикова А.А. Физические основы, методы исследования и практическое применение пьезомате-риалов. Москва: Теxносфера. 2013. 272 с. ISBN 977778-5-94836-352-3.

22. Сиротин Ю.И., Шаскольская М.П. Основы кристаллофизики. Наука. М.:1975.

680 с.

23. S.-E. Park, T.R. Shrout. Ultrahigh strain and piezоelectric behav^r in го^ог based ferroelectric single crystals J. Appl. Phys. 1997. V.82. №4. P.1804-1811. http://dx.doi.org/10.1063/L365983.

24. S. Zhang, F. Yu. Piezoelectric Materials for High Temperature Sensors. J. Am. Ce-ram. Soc. 2011. V.94. No10. P.3153-3170. DOI: 10.1111/j.1551-2916.2011.04792.x.

25. E. Sun, W. Cao. Relaxor-based ferroelectric single crystals: Growth, domain engineering, characterization and applications. Progress in Materials Science. 2014. V.65. P.124-210. http://dx.doi.Org/10.1016/j.pmatsci.2014.03.006.

26. S. Zhang, F. Li. High performance ferroelectric relaxor-PbTi03 single crystals: Status and perspective. J. Appl. Phys. 2012. V.111. 031301 (50 pages). doi:10.1063/1.3679521.

27. S. Zhang, F. Li, X. Jiang, J. Kim, J. Luo, X. Geng. Advantages and challenges of relaxor-PbTi03 ferroelectric crystals for electroacoustic transducers - A review. Progress in Materials Science. 2015. V.68. P.1-66. http://dx.doi.Org/10.1016/j.pmatsci.2014.10.002.

28. J. Hao, W. Li, J. Zhai, H. Chen. Progress in high-strain perovskite piezoelectric ceramics. Materials Science and Engineering: R: Reports. 2019. V.135. P.1-57. https://doi.org/10.1016/j.mser.2018.08.001.

29. Cross L.E. Relaxor ferroelectrics. Ferroelectrics 1987. V.76. No1. P.241-267. http://dx.doi.org/10.1080/00150198708016945.

30. Bokov A.A., Ye Z.-G. Recent progress in relaxor ferroelectrics with perovskite structure // J. Mat. Sci. 2006. V.41. No1. P.31-52.

31. A. Bosak, D. Chernyshov, S. Vakhrushev, M. Krisch. Diffuse scattering in relaxor ferroelectrics: true three-dimensional mapping, experimental artefacts and modelling. Acta Crystallographica Section A. Foundations of Crystallography. 2012. V.A68. P.117-123. doi:10.1107/S0108767311040281.

32. A.A. Bokov, Z.-G. Ye. Dielectric relaxation in relaxor ferroelectrics. J. Adv. Dielectrics. 2012. V.2. No2. 1241010 (24 pages).

33. Shvartsman V.V., Lupescu D.C. Lead-Free Relaxor Ferroelectrics // J. Amer. Ce-ram. Soc. 2012. V.95. No1. P.1-26.

34. Zhang Q., Zhai J., Kong L.B. Relaxor ferroelectric materials for microwave tunable applications. J. Advanced Diel. 2012. V.2. No1. 1230002 (15 pages). DOI: 10.1142/S2010135X12300022.

35. D. Fu, H. Taniguchi, M. Itoh, S. Mori. Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 (PMN) Relaxor: Dipole Glass or Nano-Domain Ferroelectric? Ch. 3 in "Advances in Ferroelectrics" InTech. 2013. P.51-67. http://dx.doi.org/10.5772/52139.

36. A. Kumar, M. Correa, N. Ortega, S. Kumari, R.S. Katiyar. Self Assembled

Nanoscale Relaxor Ferroelectrics. Ch. 4 in "Advances in Ferroelectrics" InTech. 2013. P.69-84. http://dx.doi.org/10.5772/54298.

37. C.W. Ahn, C.-H. Hong, B.-Y. Choi, H.-P. Kim, H.-S. Han, Y. Hwang, W. Jo, K. Wang, J.-F. Li, J.-S. Lee, I.W. Kim. A Brief Review on Relaxor Ferroelectrics and Selected Issues in Lead-Free Relaxors. J. Korean Phys. Society. 2016. V.68. No 12. P.1481-1494.

38. Bokov A.A., Ye Z.-G. Reentrant Phenomena in Relaxors. In "Nanoscale Ferroelectrics and Multiferroics: Key Processing and Characterization Issues, and Nanoscale Effects". First Edition. Edited by M. Alguerro, J.M. Gregg, L. Mitoseriu. Published 2016 by John Wiley & Sons, Ltd. Chapter 23. P.729-764.

39. Г.А. Смoленский, В.А. Исушв. Сегнетоэлектрические CBo^TBa твердых рас-TBopoB станната бария в титанате бария. ЖТФ. 1954. Т.24. С.1375-1786.

40. Смoленский Г.А., Аграшвская А.И. Диэлектрическая шляризация и штери некoтоpых ^единений слoжнoгo устава. Журн. техн. физ. 1958. Т.28. №7. С.1491-1493.

41. Смoленский Г.А., Аграшвская А.И., Исугов В.А. ^вые сегнетoэлектpики слoжнoгo устава Pb2MgW06, Pb3Fe2W09, Pb2FeTa06. Физ. твеpдoгo тела. 1959. Т.1. №6. с.990-992.

42. Смoленский Г.А., Исупoв В.А., Агpанoвская А.И., Пoпoв С.Н. Сегнетоэлек-трики с размытым фазoвым пеpехoдoм. // ФТТ. 1960. Т.2. № 11. с.2906-2918.

43. G.A. Smolensky. Physical phenomena in ferroelectrics with diffused phase transition. J. Phys. Soc. Jpn. 1970. V.28 Suppl. P.26-37.

44. Burns, G., Scott, B.A., Index of refraction in "dirty" displacive ferroelectrics. Solid State Comm. 1973. V.13. No3. P.423-426. https://doi.org/10.1016/0038-1098(73)90622-4.

45. G. Burns, F.H. Dacol. Glassy polarization behavior in ferroelectric compounds Pb(Mg1/3Nb2/3)03 and Pb(Zn1/3Nb2/3)03. Solid State Communications. 1983. V.48. No 10. P.853-856. https://doi.org/10.1016/0038-1098(83)90132-1.

46. H. Arndt, G. Schmidt. Thermal expansion in relaxor ferroelectrics. Ferroelectrics. 1988. V.79. No1. P.149-152. DOI: 10.1080/00150198808229418.

47. Bonneau P., Garnier P., Calvarin G., Husson E., Gavarri J.R., Hewat A.W., Morell A. X-Ray and Neutron Diffraction Studies of the Diffuse Phase Transition in PbMgi/3Nb2/3O3 Ceramics. J. Solid State Chem. 1991. V.91. P.350-361. https://doi.org/10.1016/0022-4596(91)90090-5.

48. S.S.N. Bharadwaja, J.R. Kim, H. Ogihara, L.E. Cross, S. Trolier-McKinstry, C.A.

Randall. Critical Slowing Down Mechanism and Reentrant Dipole Glass Phenomena in (1-x)BaTiO3-x BiScO3 (0.1 < x < 0.4): The High Energy Density Dielectrics. Phys. Rev. B. 2011. V.83. 024106 (9 pages).

49. R.E. Eitel, C.A. Randall, T.R. Shrout, P.W. REehrig, W. Hackenberger, S.-E. Park. New High Temperature Morphotropic Phase Boundary Piezoelectrics Based on Bi(Me)O3-PbTiO3 Ceramics. Jpn. J. Appl. Phys. 2001. V.40. Part 1. No 10. P.5999-6002.

50. C. Li, K. Chi, K. Soh, P. Wu. Formability of ABO3 perovskites. Journal of Alloys and Compounds. 2004. V.372. No 1-2. P.40-48. https://doi.org/10.1016/jjallcom.2003.10.017.

51. A. Kumar, A.S. Verma, S.R. Bhardwaj. Prediction of Formability in Perovskite-Type Oxides. The Open Applied Physics Journal. 2008. V.1. P. 11-19.

52. G. Pilania, V. Balachandran, J.E. Gubernatis, T. Lookman. Classification of ABO3 perovskite solids: a machine learning study. Acta Cryst. 2015. V.B71. P.1-7. http://dx.doi.org/10.1107/S2052520615013979.

53. M.A. Pen~a, J.L.G. Fierro. Chemical Structures and Performance of Perovskite Oxides. Chem. Rev. 2001. V.101. P.981-2017.

54. C.J. Bartel1, C. Sutton, B.R. Goldsmith, R. Ouyang, C.B. Musgrave, L.M. Ghiringhelli, M. Scheffler. New tolerance factor to predict the stability of perovskite oxides and halides. Science Adv. 2019. V.5. eaav0693 (9 pages). DOI: 10.1126/sciadv.aav0693.

55. Shannon R. Revised effective ionic radii and systematic studies of interatomic distances in halides and chalcogenides. Acta Crystallographica. Section A. 1976. V.32. No5. P.751-767.

56. Goldschmidt V.M. The laws of crystal chemistry. Naturwissenschaften 1926. V.14. P.477-485.

57. I. Grinberg, M.R. Suchomel, P.K. Davies, A.M. Rappe. Predicting morphotropic phase boundary locations and transition temperatures in Pb- and Bi-based perovskite solid solutions from crystal chemical data and first-principles calculations. J. Appl. Phys. 2005. V.98. 094111 (10 pages). DOI: 10.1063/1.2128049.

58. A.M. Glazer. The classification of tilted octahedra in perovskites.Acta Cryst. 1972. V.B28. P.3384-3392. https://doi.org/10.1107/S0567740872007976.

59. C.J. Howard, H.T. Stokes. Group-Theoretical Analysis of Octahedral Tilting in Perovskites. Acta Cryst. 1998. V.B54. P.782-789. https://doi.org/10.1107/S0108768198004200

60. R.E. Cohen. Origin of ferroelectricity in perovskite oxides. Nature. 1992. V.358. P.136-138. https://doi.org/10.1038/358136a0.

61. R. Pirc, R. Blinc. Off-center Ti model of barium titanate. Phys. Rev. 2004. V.B70. 134107 (8 pages). DOI: 10.1103/PhysRevB.70.134107.

62. Q. Zhang, T. Cagin, W.A. Goddard. The ferroelectric and cubic phases in BaTiO3 ferroelectrics are also antiferroelectric. PNAS. October 3, 2006. V.103. No40. 14695-14700.

63. Y.-T. Shao, J.-M. Zuo. Nanoscale symmetry fluctuations in ferroelectric barium titanate, BaTiOs. Acta Cryst. (2017). B73, 708-714. https://doi.org/10.1107/S2052520617008496.

64. J. Nelmes, R.O. Piltz, W.F. Kuhs, Z. Tunis, R. Restori. Order-Disorder Behaviour in the Transition of PbTiO3. Ferroelectrics, 1990. V.108. P.165-170. http://dx.doi.org/10.1080/00150199008018750.

65. Z. Wu, R.E. Cohen. Pressure-Induced Anomalous Phase Transitions and Colossal Enhancement of Piezoelectricity in PbTiO3. Phys. Rev. Letters. 2005. V.95. 037601. (4 pages). DOI: 10.1103/PhysRevLett.95.037601.

66. Verbitskaia T.N., Zhdanov G.S., Nenertsev Iu.N., Soloviev S.P. Electrical and X-ray diffraction studies of the BaTiO3-BaZrO3 system. Soviet Physics Cryst. 1958. V.3, No2. P.182-187.

67. Cieminski J., Langhammer H.T., Abicht H.-P. Peculiar Electromechanical Properties of Some Ba(Ti,Sn)O3 Ceramics. Phys. Stat. Sol. 1990. V.120a. P.285-293.

68. N. Yasuda, H. Ohwa, S. Asano. Dielectric Properties and Phase Transitions of Ba(Ti1-xSnx)O3 Solid Solution. Jpn. J. Appl. Phys. 1996. V.35. Part 1. No98. P.5099-5103. https://doi.org/10.1143/JJAP.35.5099.

69. Z. Yu, C. Ang, R. Guo, A.S. Bhalla. Piezoelectric and strain properties of Ba(Ti1-xZrx)O3 ceramics. J. Appl. Phys. 2002. V.92. No3. P.1489-1493. https://doi.org/10.1063/L1487435.

70. Lu S.G., Xu Z.K., Chena H. Tunability and relaxor properties of ferroelectric barium stannate titanate ceramics. Appl. Phys. Lett. 2004. V.85. No22. P.5319-5321. https://doi.org/10.1063/L1829794.

71. Bera J., Rout S.K. On the Formation Mechanism of BaTiO3 - BaZrO3 Solid Solution through Solid-Oxide Reaction // Mater. Lett. 2005. V. 59. № 1. P. 135-138. DOI: 10.1016/j.matlet.2004.07.053.

72. Dixit A., Majumder S.B., Katiyar R.S., Bhalla A.S. Studies on the relaxor behavior of sol-gel derived Ba(ZrxTi1-x)O3 (0.30<x<0.70) thin films. J. Mater. Sci. 2006. V.41. P.87-96.

73. V.V. Shvartsman, W. Kleemann, J. Decb, Z.K. Xu, S.G. Lu. Diffuse Phase Transition in BaTi1-xSnx03 Ceramics an Intermediate State Between Ferroelectric and Relaxor Behavior. J. Appl. Phys. 2006. V.99. 124111 (8 pages).

74. Wei, X. Yao. Preparation, structure and dielectric property of barium stannate titan-ate ceramics. Materials Science and Engineering. 2007. V.B137. P.184-188. doi:10.1016/j.mseb.2006.11.012.

75. Lei C., Bokov A.A., Ye, Z.-G. Ferroelectric to relaxor crossover and dielectric phase diagram in the BaTi03-BaSn03 system. J. Appl. Phys. 2007. V.101. 084105 (9 pages).

76. Y. Liu, R.L. Withers, X. Wei, J.D. Fitz Gerald. Structured diffuse scattering and polar nano-regions in the Ba(Ti1-xSnx)03 relaxor ferroelectric system. J. Solid State Chem. 2007. V.180. No3. P.858-865. doi.org/10.1016/j.jssc.2006.12.013.

77. Shvartsman V.V., Dec J., Xu Z.K., Banys J., Keburis P., Kleemann W. Crossover from ferroelectric to relaxor behavior in BaTi1-xSnxO3 solid solutions. Phase Transitions. 2008. V.81. No11-12. P.1013-1021. DOI: 10.1080/01411590802457888.

78. T. Maiti, R. Guo, and A. S. Bhalla. Structure-Property Phase Diagram of BaZrxTi1-xO3 System. J. Am. Ceram. Soc. 2008. V.91. P.1769-80. DOI: 10.1111/j.1551-2916.2008.02442.x.

79. T. Badapanda, S.K. Rout, L.S. Cavalcante, J. C Sczancoski, S. Panigrahi, E. Longo, M. Siu Li. Optical and dielectric relaxor behavior of Ba(Zr025Ti075)O3 ceramic explained by means of distorted clusters. J. Phys. D: Appl. Phys. 2009. V.42. 175414 (9 pages).

80. Markovic S., Jovalekic C., Veselinovic L., Mentus S., Uskokovic D. Electrical properties of barium titanate stannate functionally graded materials. J. European Ceramic Society. 2010. V.30. No6. P.1427-1435. DOI: 10.1016/j.jeurceramsoc.2009.10.020.

81. M. Deluca, L. Stoleriu, L.P. Curecheriu, N. Horchidan,A.C. Ianculescu, C. Galassi, L. Mitoseriu. High-field dielectric properties and Raman spectroscopic investigation of the ferroelectric-to-relaxor crossover in BaSnxTi1-xO3 ceramics. J. Appl. Phys. 2012. V.111. 084102 (13 pages). http://dx.doi.org/10.1063/L3703672.

82. Y. Yao, C. Zhou, D. Lv, D. Wang, H. Wu, Y. Yang, X. Ren. Large piezoelectricity and dielectric permittivity in BaTiO3 - xBaSnO3 system: The role of phase coexisting. EPL. 2012. V.98. 27008 (6 pages). doi: 10.1209/0295-5075/98/27008.

83. L. Xie, Y.L. Li, R. Yu, Z.Y. Cheng, X.Y. Wei, X. Yao, C.L. Jia, K. Urban, A.A. Bokov, Z.-G. Ye, J. Zhul, Static and dynamic polar nanoregions in relaxor ferroelectric Ba(Ti1-xSnx)03 system at high temperature. Phys. Rev. 2012. V.B85. 014118 (5 pages). DOI: 10.1103/PhysRevB.85.014118.

84. Q. Xu, D. Zhan, H.-X, Liu, W. Chen, D.-P. Huang, F. Zhang. Evolution of Dielectric Properties in BaZrxTi1-xO3 Ceramics: Effect of Polar Nano-Regions. Acta Materialia. 2013, V.61. No12. P.4481-4489. DOI: 10.1016/j.actamat.2013.04.017.

85. V. Buscaglia, S. Tripathi, V. Petkov, M. Dapiaggi, M. Deluca, A. Gajovi, Y. Ren. Average and local atomic-scale structure in BaZrxTi1-xO3 (x = 0,10, 0,20, 0,40) ceramics by high-energy x-ray diffraction and Raman spectroscopy. J. Phys.: Condens. Matter. 2014. V.26. 065901 (13 pages). Doi:10.1088/0953-8984/26/6/065901.

86. T. Shi, L. Xie, L. Gu, J. Zhu. Why Sn doping significantly enhances the dielectric properties of Ba(Ti1-xSnx)O3. Scientific Reports. 2015. V.5. 8606 (4 pages). DOI: 10.1038/srep08606.

87. P. Ren, Z. Liu, Q. Wang, B. Peng, S. Ke, H. Fan, G. Zhao. Large nonlinear dielectric behavior in BaTi1-xSnxO3. Scientific Reports. 2017. V.7. 6693 (9 pages). DOI: 10.1038/s41598-017-07192-x.

88. S.K. Upadhyay V.R. Reddy, P. Bag, R. Rawat, S.M. Gupta, A. Gupta. Electro-caloric effect in lead-free Sn doped BaTiO3 ceramics at room temperature and low applied fields. Appl. Phys. Lett. 2014. V.105. 112907 (5 pages). https://doi.org/10.1063/L4896044.

89. А.В. Степагов, А.А. Буш, К.Е. Каменцев. Фазoвая диаграмма и диэлектрические CBo^TBa керамических oбразцoв системы (1-x)Ba(Ti1-yZry)O3xPbTiO3. Неoрганиче-ские материалы. 2018. Т.54. №2. С.161-168. DOI: 10.7868/S0002337X1802015X.

90. Nuzhnyy D., Petzelt J., Savinov M. et al. Broadband Dielectric Response of Ba(Zr,Ti)O3 Ceramics: from Incipient via Relaxor and Diffuse up to Classical Ferroelectric Behavior // Phys. Rev. B. 2012. V.86. No1. 014106 (9 pages). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.86.014106.

91. Petzelt J., Nuzhnyy D., Savinov M., Bovtun V., Kempa M., Ostapchuk T., Hlinka J., Canu G., Buscaglia V. Broadband Dielectric Spectroscopy of Ba(Zr,Ti)O3: Dynamics of Relaxors and Diffuse Ferroelectrics // Ferroelectrics. 2014. V.469. No1. P.14-25. https://doi.org/10.1080/00150193.2014.948343.

92. Wang D., Bokov A.A., Ye Z.-G., Hlinka J., Bellaiche L. Subterahertz Dielectric Relaxation in Lead-Free Ba(Zr,Ti)03 Relaxor Ferroelectrics // Nature Communications. 20145. V.7. doi 10.1038/ncomms 11014.

93. Shirane G, Takeda A. Phase transitions in solid solutions of PbZr03 and PbTi03: I. Small concentrations of PbTi03. J. Phys. Soc. Jpn. 1952. V.3. No7. P.5-11. https://doi.org/10.1143/JPSJ.7.5.

94. G. Shirane, K.Suzuki, A. Takeda. Phase Transitions in Solid Solutions of PbZr03 and PbTi03 (II) X-ray Study. J. Phys. Soc. Jpn. 1952. V.7. P.12-18. https://doi.org/10.1143/JPSJ.7.12.

95. E. Sawaguchi. Ferroelectricity versus Antiferroelectricity in Solid Solutions of PbZr03 and PbTi03. J. Phys. Soc. Japan. 1953. V.8. No5. P.615-629. Doi: 10.1143/JPSJ.8.615.

96. D.L. Corker, A.M. Glazer. R.W Whatmore, A. Stallard, F. Fauth. A neutron diffraction investigation into the rhombohedral phases of the perovskite series. J. Phys.: Condensed Matter. 1998. V.10. No28. P.6251-6259. https://doi.org/10.1088/0953-8984/10/28/007.

97. B. Noheda, D.E. Cox, G. Shirane, J. Gonzalo, E. Park, L.E. Cross. A monoclinic ferroelectric phase in the Pb(Zr1-xTix)O3 solid solution. Appl. Phys. Lett. 1999. V.74. No 14. P.2059-2061. https://doi.org/10.1063/L123756.

98. B. Noheda, J.A. Gonzalo, A.C. Caballero, C. Moure, D.E. Cox, G. Shirane. New Features of the Morphotropic Phase Boundary in the Pb(Zr[-xTix)03 System. Ferroelectrics. 2000. V.237. P.237-244. http://dx.doi.org/10.1080/00150190008216254.

99. B. Noheda, D.E. Cox, G. Shirane, R. Guo, B. Jones, L.E. Cross. Stability of the monoclinic phase in the ferroelectric perovskite PbZr1-xTixO3. Phys. Rev. 2000. V.B63. 014103 (9 pages). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.63.014103.

100. B. Noheda. Structure and high-piezoelectricity in lead oxide solid solutions. Current Opinion in Solid State and Materials Science. 2002. V.6. P.27-34. DOI: 10.1016/S1359-0286(02)00015-3.

101. H. Ouchi. Piezoelectric Properties and Phase Relations of Pb(Mgi/3Nb2/3)O3-PbTiO3- PbZrO3 Ceramics with Barium or Strontium Substitutions. J. Amer. Ceram. Soc. 1968. V.51. P.169-176. https://doi.org/10.1111/n151-2916.1968.tb11861.x.

102. S.W. Choi, T.R. Shrout, S.J. Jang, A.S. Bhalla. Dielectric and Pyroelectric Properties in the Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3 System. Ferroelectrics. 1989. V.100. No1. P.29-38. https://doi.org/10.1080/00150198908007897.

103. S. Nomura, T. Takahashi, Y. Yokomizo. Ferroelectric Properties in the System Pb(Zn1/3Nb2/3)O3-PbTiO3. J. Phys. Soc. Japan. 1980. V.27. P.262-262. Doi: 10.1143/JPSJ.27.262.

104. T.R. Shrout, Z.P. Chang, N. Kim, S. Markgraf. Dielectric behavior of single crystals near the (1-x)Pb(Mg1/3Nb2/3)O3 -xPbTiO3 morphotropic phase boundary. Ferroelectrics Lett. 1990. V.12. No3. P.63-69. https://doi.org/10.1080/07315179008201118.

105. Kuwata J., Uchino K., Nomura S. Phase transitions in the Pb(Zn1/3Nb2/3)O3 -PbTiO3 system. Ferroelectrics. 1981. V.37: P.579-782. https://doi.org/10.1080/00150198108223490.

106. Z.-G. Ye, B. Noheda, M. Dong, D. Cox, G. Shirane. Monoclinic phase in the relaxor-based piezoelectric/ferroelectric Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3 system. Phys. Rev. 2001. V.B64. 184114 (5 pages). DOI: 10.1103/PhysRevB.64.184114.

107. B. Noheda, D.E. Cox, G. Shirane, J. Gao, Z.-G. Ye. Phase diagram of the ferroelectric relaxor (1-x)PbMg1/3Nb2/3O3 - xPbTiO3. Phys. Rev. 2002. V.B66. 054104(10 pages). DOI: 10.1103/PhysRevB.66.054104.

108. Z.-G. Ye, Y. Bing, J. Gao, A.A. Bokov, P. Stephens, B. Noheda, G. Shirane. Development of ferroelectric order in relaxor (1-x)Pb(Mg1/3Nb2/3)O3- xPbTiO3 (0 < x < 0.15). Phys. Rev. 2003. V.B67. 104104 (8 pages). DOI: 10.1103/PhysRevB.67.104104.

109. La-Orauttapong D., Noheda B., Ye Z.-G., Gehring P.M., Toulouse J., Cox D.E., Shirane G. Phase diagram of the relaxor ferroelectric (1-x)PbZn1/3Nb2/3O3xPbTiO3. Phys. Rev. 2002. V.B65. 144101 (7 pages).

110. Eitel R.E., Randall C.A., Shrout T.R., Park S.'E. Preparation and Characterization of High Temperature Perovskite Ferroelectrics in the Solid/Solution (1-x)BiScO3-xPbTiO3 // Jpn. J. Appl. Phys. 2002. Part 1. V.41. №4. P.2099-2104.

111. Shimojo Y., Wang R., Sekiya T. et al. MPB phase diagram and properties in the PbTiO3-BiScO3 system. Ferroelectrics. 2003. V.284. P.121-128. https://doi.org/10.1080/00150190390204763.

112. Eitel R.E., Zhang S.J., Shrout T.R. et al. Phase Diagram of the Perovskite System (1-x)BiScO3-xPbTiO3 // J. Appl. Phys. 2004. V.96. №5. P.2828-2831.

113. Inaguma Y., Miyaguchi A., Yoshida M., Katsumata T., Shimojo Y., Wang R., Sekiya T. High-pressure synthesis and ferroelectric properties in perovskite-type BiScO3-PbTi03 solid solution. J. Appl. Phys. 2004. V.95. No1. P.231-235. DOI: 10.1063/1.1629394.

114. Chaigneau J., Kiat J.M., Malibert C., Bogicevic C. Morphotropic Phase Boundaries in (BiScO3)(1-x)(PbTiO3)x (0.60 < x < 0.75) and Their Relation to Chemical Composition and Polar Order // Phys. Rev. B. 2007. V.76. No9. 094111 (7 pages).

115. T. Zou, X. Wang, H. Wang, C. Zhong, L. Li, I-W. Chen. Bulk dense fine-grain (1-x)BiScO3-xPbTiO3 ceramics with high piezoelectric coefficient. Appl. Phys. Letts. 2008. V.93. 192913 (3 pages). DOI: 10.1063/1.2995861.

116. Chen J., Shi H., Liu G., Cheng J., Dong S. Temperature dependence of dielectric, piezoelectric and elastic properties of BiScO3-PbTiO3 high temperature ceramics with morphotropic phase boundary (MPB) composition // J. of Alloys and Compounds. 2012. V.537. P.280-285.

117. Chen J., Cheng J., Dong S. Review on high temperature piezoelectric ceramics and actuators based on BiScO3-PbTiO3 solid solutions // J. of Advance Dielectrics. 2014. V.4. No1. 1430002 (14 pages).

118. Z. Dai, J. Xie, W. Liu, S.Ge, M. Fang, D. Lin, L. Pang, H. Ji, S. Zhou, X. Ren. High piezoelectricity of BiScO3-PbTiO3 ceramics prepared by two step sintering. Materials Letters. 2019. V.241. P.55-59. https://doi.org/10.1016/jjeurceramsoc.2019.02.013.

119. Ryu J., Priya S., Sakaki C. et al. High power piezoelectric characteristics of BiScO3-PbTiO3-Pb(Mn1/3Nb2/3)O3. Jpn. J. Appl. Phys. 2002. V.41. P.6040-6044. DOI: 10.1143/JJAP.41.6040.

120. Song T.-H., Eitel R.E., Shrout T.R. et al. Piezoelectric properties in the perovskite BiScO3-PbTiO3-(Ba,Sr)TiO3 ternary system. Jpn. J. Appl. Phys. 2003. V.42. Part 1. No8. P.5181-5184. DOI: 10.1143/JJAP.42.5181.

121. T.-H. Song et al. T.-H. Song, R.E. Eitel, T.R. Shrout, C.A. Randall. Dielectric and Piezoelectric Properties in the BiScO3-PbTiO3-PbOSnO2 Ternary System. Jpn. J. Appl. Phys. 2004. V.43. No8A. P.5392-5397. DOI: 10.1143/JJAP.43.5392.

122. Stringer C.J., Donnelly N.J., Shrout T.R., Randall C.A., Alberta E.F., Hackenberger W.S. Dielectric Characteristics of Perovskite-Structured High-Temperature Relaxor Ferroelectrics: The BiScO3-Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3 Ternary System / J. Am. Ce-ram. Soc. 2008. V.91. No6. P.1781-1787. DOI: 10.1111/j.1551-2916.2008.02298.x.

123. Y. Jiang, B. Qin, Y. Zhao, Y. Jiang, W. Shi, Q. Li, D. Xiao, J. Zhuw. Phase transition, piezoelectric properties, and thermal stability of (1-xy) BiSc03-yBiGa03-xPbTi03 ceramics. J. Am. Ceram. Soc. 2008. V.91. No9. P.2943-2946. D01:10.1111/j.1551-2916.2008.02580.x.

124. Yao Z., Liu H., Liu Y. et al. Morphotropic phase boundary in Pb(Sc1/2Nb1/2)O3-BiSc03-PbTi03 high temperature piezoelectrics. Mater. Lett. 2008. V.62. No29. P.4449-4451. DOI: 10.1016/j.matlet.2008.07.048.

125. Z. Yao, H. Liu, Y. Liu, Z. Li, X. Cheng, M. Cao, H. Yao. Phase evolution and ferroelectric behavior in BaTiO3-BiScO3 -PbTiO3 ceramics. J. Ceram. Soc. Japan. 2008. V.116. No10. P.1150-1153.

126. T. Sebastian, I. Sterianou, D.C. Sinclair, A.J. Bell, D.A. Hall, I.M. Reaney. High temperature piezoelectric ceramics in the Bi(Mg1/2Ti1/2)O3-BiFeO3-BiScO3-PbTiO3 system. J. Electroceram. 2010. V.25. No2-4. P.130-134. DOI: 10.1007/s10832-010-9600-0.

127. А.А. Буш, К.Е. Каменцев, А.М. Лаврентьев, А.Г. Сегалла, Ю.К. Фети^в. Диэлектрические и пьезoэлектрические свoйства керамических oбразцoв твердых раствo-рoв (1-2x)BiScO3 xPbTiO3 xPbMg1/3Nb2/3O3 (0,30<x<0,46). Неoрганические материалы. 2011. Т.47. №7. С.865-871.

128. Wang D., Jiang Z., Yang B. et al. Enhanced electrical properties of novel Pb(Ni1/3Nb2/3)O3-BiScO3-PbTiO3 ternary system near morphotropic phase boundary. Jpn. J. Appl. Phys. 2013. V.52. 101101, 5pp. DOI: 10.7567/JJAP.52.101101.

129. Yao Z., Song Z., Liu H. et al. Relaxor and ferro/piezoelectric behavior in BiScO3-(Na0.5Bi0.5)TiO3-PbTiO3 piezoelectric ceramics. J. Alloys. Compd. 2013. V.577S. P.S488-S492. DOI: 10.1016/j.jallcom.2012.03.038.

130. Pang D, Long X, Tailor H. A lead-reduced ferroelectric solid solution with high curie temperature: BiScO3-Pb(Zn1/3Nb2/3)O3- PbTiO3. Ceram. Int. 2014. V.40. P.12953-12959. DOI: 10.1016/j.ceramint.2014.04.156.

131. Xie G. Structure and electrical properties of PMN - BS - PT piezoelectric ceramics. Proc. 2017 Symposium on Piezoelectricity, Acoustic Waves, and Device Applications. Oct. 27-30, Chengdu, Sichuan, China. P.537-540.

132. А.А. Буш, К.Е. Каменцев, М.А. Бехтин, А.Г. Сегалла. Сегнетоэлектрические-релак^рные свoйства oбразцoв системы. (1-2x)BiScO3xPbTiO3- xPbMg1/3Nb2/3O3 (0,30<x<0,46). ФТТ. 2017. Т.59. №1. С.36-44. DOI: 10.21883/FTT.2017.01.43947.431.

133. Talanov M.V., Bush A.A., Kamentsev K.E., Sirotinkin V.P., Segalla A.G. Structure-property relationships in BiScO3-PbTiO3-PbMg1/3Nb2/3O3 ceramics near the morphotropic phase boundary / J. Am. Ceram. Soc. 2018. V.101. No2. P.683-693. DOI: 10.1111/jace.15225.

134. H. Zhao, Y. Hou, X. Yu, M. Zheng, M. Zhu. Construction of high Tc BiScO3-BiFeO3-PbTiO3 and its enhanced piezoelectric properties by sintering in oxygen atmosphere. J. Appl. Phys. 2018. V.124. 194103 (7 pages). https://doi.org/10.1063/L5055297.

135. T.-L. Zhao, A.A. Bokov, J. Wu, H. Wang, C.-M. Wang, Y. Yu, C.-L. Wang, K. Zeng, Z.-G. Ye, S. Dong. Giant Piezoelectricity of Ternary Perovskite Ceramics at High Temperatures. Adv. Funct. Mater. 2019. V.2019. 1807920 (10 pages). DOI: 10.1002/adfm.201807920.

136. H. Jia, X. Hu, J. Chen. Temperature-dependent piezoelectric strain and resonance performance of Fe2O3-modified BiScO3-PbTiO3-Pb(Nbi/3Mn2/3)O3 ceramics. J. European Cer. Soc. 2019. V.39. No7. P.2348-2353. https://doi.org/10.1016/jjeurceramsoc.2019.02.013.

137. Belik A.A., Iikubo S., Kodama K. Igawa N. et al. BiScO3: centrosymmetric BiMnO3-type Oxide. J. Amer. Chem. Soc. 2006. V.128. P.706-707.

138. Aurivillius B. Mixed bismuth oxides with layer lattices. I. Structure type of CaBi2B2O9. Arkiv Kemi. 1949. Bd.1. No54. P.463-480.

139. B. Aurivillius. Mixed bismuth oxides with layer lattices. II. Structure of Bi4Ti3O12. Arkiv. Kemi. 1949. V.1 No54. 499-512.

140. Newnham R.E., Wolfe R.W., Dorrian J.F. Structural basis of ferroelectricity in bismuth titanate family. Mat. Res. Bull. 1971. V.6. No10. P.1029-1040. https://doi.org/10.1016/0025-5408(71)90082-1.

141. H. Irie, M. Miyayama, T. Kudo. Structure dependence of ferroelectric properties of bismuth layer structured ferroelectric single crystals. J. Appl. Phys. 2001, V.90. No8. P.4089-4094.

142. Jardiel T., Caballero A.C., Villegas M. Aurivillius ceramics: Bi4Ti3O12-based piezoelectrics. J. Ceram. Soc. Jpn. 2008. V.116. No4. P.511-518. DOI: 10.2109/jcersj2.116.511.

143. A. Pelaiz-Barranco, Y. Gonzalez-Abreu. Ferroelectric ceramic materials of the Aurivillius family. J. Adv. Dielectrics. 2013. V.3. No4. 1330003 (11 pages). DOI: 10.1142/S2010135X1330003X.

144. Смоленский Г.А., Исупов В.А., Аграновская А.И. Новая группа сегнетоэлек-триков (со слоистой структурой) // ФТТ. 1959. Т.1. № 1. С.169-170.

145. T. Takenaka, K. Sakata, K. ^da. Р1е2ое1ес1г1е properties оf bismuth layer-structured ferroelectric Na05Bi45Ti4Oi5 ceramic. Jpn. J. Appl. Phys. 1985. V.24(S2). P.730-732. DOI: 10.7567/JJAPS.24S2.730.

146. C.A. Paz de Arau^, J.D. Cuchiarо, L D. McMillan L D, S^tt M C, S^tt J F. Fatigue-Free Ferrоe1ectric Capacitоrs with Platinum Electrodes. Nature. 1995. V.374. №6523. P.627-629. https://dоi.оrg/10.1038/374627a0.

147. Park B.H., Kang B.S., Bu S.D. et al. Lanthanum Substituted Bismuth Titanate for Use in Nоn-Vо1ati1e memоries // Lett. Nature. 1999. V.401. P.682-684. DOI: 10.1038/44352.

148. Zhang Z, Yan H, Dоng X, Wang Y. Preparatton and electrical properties оf bismuth layer-structured ceramic Bi3NbTiO9 sо1id sо1utiоn. Materials Research Bulletin. 2003. V.38. №2. P.241 -248.

149. Zhang Z, Yan H, Xiang P., Dоng X, Wang Y. Grain Orientatton Effects оп the Properties оf a Bismuth Layer-Structured Ferroelectric (BLSF) Bi3NbTiO9 Sо1id Sо1utiоn // J. Am. Ceram. Sоc. 2004. V.87. №4. P.602-605.

150. Mоure A., Pardо L. Micrоstructure and Texture Dependence оf the Dielectric A^malies and dc Cоnductivity оf Bi3TiNbO9 Ferrоe1ectric Ceramics // J. Appl. Phys. 2005. V.97. 084103 (11 pages).

151. Yan H.X., Zhang H.T., Ubic R. et al. Lead-Free High-Curie-Pоint Ferroelectric Ceramic, CaBi2Nb2O9. Adv. Mater. 2005. V.17. №10. P.1261-1265.

152. Yan H.X., Zhang H.T., Zhang Z. et al. B-Site Dоnоr and Acceptor Dоped Aurivillius Phase Bi3NbTiO9 Ceramics // J. Eur. Ceram. Sоc. 2006. V.26. P.2785-2792.

153. Zfou Z., Li Y., Yang L., Dоng X. Effect оf Annealing оп Dielectric Behavtor and Electrical Cоnductiоn оf W6+ Dоped Bi3TiNbO9 Ceramics // Appl. Phys. Lett. 2007. V.90. 212908 (3 pages).

154. Zhang, X.D., Yan H.X., Reece M.J. Effect оf A Site Substitutton оп the Properties оf CaBi2Nb2O9 Ferrоe1ectric Ceramics. J. Am. Ceram. Sоc. 2008, V.91. №9. P.2928-2932.

155. C.-M. Wang, L. Zhaо, J.-F. Wang, S. Zhang, T.R. Shrout. Enhanced piezоe1ectric prоperties оf sоdium bismuth titanate (Na0.5Bi4.5Ti4O15) ceramics with B-site ^balt mоdificatiоn. Phys. Stat. Sо1. (Rrl). 2009. V.3. Nо1. P.7-9. DOI: 10.1002/pssr.200802225.

156. Z. Li, H.L.W. Chan, Y. Li, K.W. Kwok, S.H. Choy. Anisotropic properties and crystal structure of ferroelectric Na0.5Bi4.5Ti4O15 //J. Alloys and compounds. 2010. V.506. No1. P.70-72. DOI: 10.1016/j.jallcom.2010.07.022.

157. Tian X., Qu S., Pei Z., Tian C., Xu Z.Microstructure, Dielectric, and Piezoelectric Properties of Ce-Modified CaBi2Nb2O9 Ceramics. Ferroelectrics. 2010. V.404. No1. P. 127-133.

158. Gao D., Kwok K. W., Lin D. Micro structure, piezoelectric and ferroelectric properties of Mn-added Na05Bi45Ti4Oi5 ceramics //Current Applied Physics. 2011. Т.11. №3. P.S124-S127.

159. Tian X., Qu S., Du H., Li Y., Xu Z. Effects of (LiCe) co-substitution on the structural and electrical properties of CaBi2Nb2O9 ceramics. Chin. Phys. 2012.V.B1. No3. 037701.

160. Gai Z.-G., Zhao M.-L., Su W.-B. et al. Influences of ScTa co-Substitution on the Properties of UltraHigh Temperature Bi3TiNbO9-Based Piezoelectric Ceramics // J. Electroceram. 2013. V.31. P.143-147.

161. Peng Z., Yan D., Chen Q. et. al. Crystal Structure, Dielectric and Piezoelectric Properties of Ta/W Codoped Bi3TiNbO9 Aurivillius Phase Ceram // Current Appl. Phys. 2014. V.14. №12. P.1861-1866.

162. X.-P. Jiang, X.-L. Fu, C. Chen, N. Tu, M.-Z. Xu, X.-H. Li, H. Shao, Y.-J. Chen. High performance Aurivillius type Na05Bi45Ti4O15 piezoelectric ceramics with neodymium and cerium modification. J. Advanced Ceramics. 2015. V.4. No1. P.54-60. DOI: 10.1007/s40145-015-0131-7.

163. Бехтин М.А., Буш А. А., Каменцев К.Е., Сегалла А.Г. ^лучение, диэлектрические и пьезoэлектрические исследoвания керамических o6pa3^B Bi3TiNbO9, Bi2CaNb2O9 и Bi2,5Na0,5Nb2O9 с дoбавками разных атoмoв // ^opraH. материалы. 2016. Т.52. №5. С.557-563.

164. Q. Wang, C.-M. Wang, J.-F. Wang, S. Zhang. High performance Aurivillius- type bismuth titanate niobate (Bi3TiNbO9) piezoelectric ceramics for high temperature applications. Ceramics International. 2016. V.42. No6. P.6993-7000. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2016.01.087.

165. Segalla A., Nersesov S., Miroshnikov P., Chistyakova N., Politova E., Mosunov A. Anisotropy and temperature stability of parameters of Bi3TiNbO9-based high-temperature piezoceramics. Inorganic Materials. 2017.V.53. No1. P.103-108. https://doi.org/10.1134/S0020168517010149.

166. C. Fei, T. Zhao, D. Wang, Y. Quan, P. Lin, D. Li, Y. Yang, J. Cheng, C. Wang, C. Wang, Q. Zhou. High Frequency Needle Ultrasonic Transducers Based on Lead-Free Co Doped Na0.5Bi4.5Ti4O15 Piezo-Ceramics. Micromachines. 2018. V.9. 291 (8 pages). doi:10.3390/mi9060291.

167. T. Kimura. Application of texture engineering to piezoelectric ceramics. A review. J. Ceramic Society of Japan. 2006. V.114. No1. P.15-25.

168. Maurya D., Zhou Y., Yan Y. et al. Synthesis Mechanism of Grain-Oriented Lead-Free Piezoelectric Na0,5Bi0,5TiO3- BaTiO3 ceramics With Giant Piezoelectric Response //J. Mater. Chem. C. 2013. V.1. No11. P.2102-2111. DOI: 10.1039/c3tc00619k.

169. Han X., Li X., Long X., He H., Cao Y. A dielectric and ferroelectric solid solution in (10x)BaSnO3 - xPbTiO3 with morphotropic phase boundary. J. Mater. Chemisrty. 2009. V.19. No34. P.6132-6136.

170. Wang Z., Li X., Xe C.,Long X. Relaxor behavior in the (1-x)BaSnO3 - xPbTiO3 solid solution. Solid State Commun. 2011. V.151. No 4. P.329-331.

171. Powder Diffraction files of the International Centre for Diffraction Data (ICDD).

1999.

172. Laugier J., Bochu B. (2003). CELREF. http://www.ccp14. ac.uk/tutorial/lmgp/celref.htm.

173. Буш А.А. Пирoэлектрический эффект и его применения. М.: МИРЭА, 2005. -

212 с.

174. Krumm S. An interactive Windows program for profile fitting and size/strain analysis. Materials Science Forum. 1996. V.228-231. P.183-188. (Krumm S. / WinFit. V.1.2. 1996. http://www.ccp14. ac.uk/ccp/web-mirrors/krumm/html/software/winfit/winfitnews.html).

175. Le Bail A., Duroy H., Fourquet J.L. Ab-initio structure determination of LiSbWO6 by X-ray powder diffraction / Mat. Res. Bull. 1988. V.23. P.447-452.

176. Rodriguez-Carvajal J. FULLPROF: a program for Rietveld refinement and pattern matching analysis. In Satell. Meet. powder Diffr. XV Congr. IUCr (1990). Available at https://www.ill.eu/sites/fullpr of/.

177. Takeuchi T., Ado K., Asai T., Kageyama H., Saito Y., Masquelier Ch., Nakamura O. Thickness of Cubic Surface Phase on Barium Titanate Single-Crystalline Grains. J. Amer. Ceram. Soc. 1994. V.77. No6. P.1665-1668.

178. Tunkasiri T., Pakokthom C., Rujijanagul G., Udomporn A. X-ray study of the crystallographic structure of BaTi03 powder prepared by solid state reaction. Ferroelectrics Letters. 2000. V.28. No1-2. P.29-34.

179. Aoyagi Sh., Kuroiwa Y., Sawada A., Yamashita I., Atakei T. Composite Structure of BaTi03 Nanoparticle Investigated by SR X-Ray Diffraction. J. Phys. Soc. Japan. 2002. V.71. No5. P.1218-1221.

180. Bonneau P., Garnier P., Husson E., Morell A. Structural study of PMN ceramics by X-ray diffraction between 297 and 1023 K. // Mat. Res. Bull. 1989. V.24. No2. P.201-206.

181. Bonneau P., Garnier P., Calvarin G., Husson E., Gavarri J.R., Morell A. X-ray and neutron diffraction studies of the diffuse phase transition in PbMg1/3Nb2/303 ceramics. // J. Solid State Chem. 1991. V.91. No2. P.350-361.

182. Vakhrushev S., Zhukov S., Fetisov G., Chernyshov V. The high-temperature structure of lead magnoniobate. // J. Phys.: Condens. Matter. 1994. V.6. No22. P.4021-4027.

183. Vakhrushev S.B., Zhukov S.G., Chernyshev V.V. Unique features of the crystal structure of the (PbMg1/3Nb2/303)06-(PbTi03)04 solid solution. Physics of the Solid State. 1999. V.41. No7. P.1172-1174.

184. Kang B.S., Choi S.K., Park C.H. Diffuse dielectric anomaly in perovskite-type ferroelectric oxides in the temperature range of 400-700oC // J. Appl. Phys. 2003. V.84. No3. P.1904-1911.

185. Phelan D., Stock C., Rodriguez-Rivera J.A., Chi S., Leäo J., Long X., Xie Y., Bokov A.A., Ye Z.-G., Ganesh P., Gehring P.M. Role of random electric fields in relaxors. Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2014. V.111. No5. P.1754-1759.

186. Arce-Gamboa J.R., Guzman-Verri G.G. Random electric field instabilities of relaxor ferroelectrics, npj| Quantum Materials. 2017. V.2. Article number 28 (7 pages).