Preparation and physical properties of the piezoelectric composites based on Sn2Р2S6 material

Abstract

Preparation technology of piezoelectric composites formed as the tablets under the pressure, temperature and electrical polarizing field on the base of Sn2P2S6 material is presented. Also frequency dependencies of Z (impedance), (phase), R (resistance), X (reactance), C (capacity), D(dissipation factor), ԑ" (real part of permittivity), and ԑ" (imaginary part of permittivity) were investigated. It was determined that at frequencies 151,0 kHz and 739,6 kHz “damped” resonance is observed. Parameters of the piezoelectric tablet at frequency IkHz are following: Zs(specific)≈ 1.92-10 6Ω-m, 1.513rad, Rs(specific)≈2.91-107Ω.m, Xs(specific)≈1.93-106Ω-m, C≈2.1-10-11F, D≈0.057, ԑ'≈38, ԑ"≈2. Piezoelectric coefficients d33≈I2pC/N; dh=119pC/N; gh≈363-10-3V-m/N were determined too. By dynamic method, dependence of dh from p was investigated in the range of pressure from 0.1MPa to 70MPa and at different fixed temperatures from 0°C to 50°C. Linear increasing of value dh, with pressure was observed. Also, increasing of dh, and d(dh,)/dp coefficient with increasing temperature was exposed.

Представлена технологія виготовлення п'єзоелектричних композитів Sn2P2S6 у вигляді таблеток під дією тиску, температури та поляризуючого електричного поля. Досліджено частотні залежності імпедансу (Z(f), фази (f), активного опору (R(f), реактивного опору (Х(f)), електричної ємності (С(f)), фактору втрат (D(f)), дійсної частини діелектричної проникливості (ԑ"(f), уявної частини діелектричної проникливості (ԑ"(f)). Виявлено та визначено частоти «подавленого» резонансу - 151,0 кГц та 739,6 кГц. На частоті 1 кГц питомі параметри п'єзоелектричної таблетки Sn2P2S6 є наступні: Zs(specific)≈ 1.92-10 6Ω-m, 1.513rad, Rs(specific)≈2.91-107Ω.m, Xs(specific)≈1.93-106Ω-m, C≈2.1-10-11F, D≈0.057, ԑ'≈38, ԑ"≈2. Визначені п'єзоелектричні коефіцієнти: d33≈I2pC/N; dh=119pC/N; gh≈363-10-3V-m/N; Динамічним методом було досліджено залежність dh, від тиску р в інтервалі тисків від 0.1 МПа до 70 МПа при різних фіксованих температурах з інтервалу від 0°C to 50°C. Спостерігався лінійний ріст величини dh з тиском. Також величина dh і коефіцієнт d(dh,)/dp збільшувались з ростом температури.