В к0: Купить ИП 535-77/В К0 «Аргут-Ех» (корпус

Последнее обновление страницы: 06.07.2021

560 — Комбинированная машина на базе КАМАЗ-65115

   Металлическая теплозащитная облицовка подогреваемого отсека с гидрооборудованием

   Лист из нержавеющей стали на днище цистерны и система гидросмыва

   Набор размывочных головок, которые применяются в зависимости от диаметра очищаемых
            труб и степени их засоренности

   Барабан для рукава высокого давления

   Поворот всасывающей стрелы на 240° 

   Защита от коррозии: Термодиффузионное цинкование металла

   Функция промывки (очистки) внутренних полостей водяных баков

……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

   ОПЦИИ:

            — Аэромудштук для всасывания с больших глубин

            — Исполнение баков из

            — Дробеструйная обработка кузова

Как определить класс пожарной опасности

Как определить класс пожарной опасности конкретного здания? СНиП 21-01-97 содержит требования к пожарной безопасности зданий и сооружений различного типа и назначения. Помещения разделяются в зависимости от того, как они используются, а также риска угрозы здоровью и безопасности людей, которые в них находятся.

Так, к примеру, высока опасность для людей при возникновении ЧП в доме престарелых: постояльцы находятся зачастую в беспомощном состоянии, важно быстро эвакуировать их на улицу в случае возгорания. Высокие требования пожарной безопасности предъявляются к больницам, детским садам, офисным и торговым центрам и т.п. Класс пожарной опасности устанавливают в проектной декларации к объекту.

Существует 5 классов пожарной опасности:

• К классу Ф1 относятся здания, в которых постоянно пребывают люди: гостиницы, детские сады, общежития, больницы, дома престарелых.
• Класс Ф2: помещения, где проводятся массовые мероприятия (театры, кинотеатры, спортивные комплексы, концертные залы, музеи и т.п.).
• Класс Ф3 – места, где обслуживают население: магазины, рестораны и кафе, поликлиники, банки, почта и т.п.
• Ф4 – здания учебных заведений, органов госвласти, пожарные депо, архивы, склады и т.п.

Классы конструктивной пожарной опасности

Как определить класс конструктивной пожарной опасности для здания и сооружения? Эта классификация также есть в СНиП 21-01-97. Классов всего 4: С0, С1, С2, С3. Их определяют по типу стен, перекрытий, перегородок, лестничных маршей и колонн. Так, в помещениях класса С0 все стены и другие элементы выполнены из негорючих материалов. При пожаре они не будут выделять вредных веществ и не воспламенятся. В зданиях С1 используются трудногорючие материалы. В зданиях С2 применены пожароопасные материалы. К помещениям С4 никаких особых требований не предъявляют.

Класс пожарной опасности строительных материалов и конструкций:

• К0, К1, К2, К3 – соответственно, непожароопасные, мало-, умеренно- и пожароопасные. Для зданий класса С0 используют негорючие материалы К0.
• В зданиях С1 применяют малогорючие материалы К1 для несущих стен и перегородок; негорючие К0 – для этажей и противопожарных преград, умеренно горючие К2 – для внешних стен. Полную таблицу соотношения классов нужно смотреть в строительных нормах и правилах.

Категория пожарной опасности

В техрегламенте о пожарной безопасности обозначены 5 категорий опасности для зданий производственного и технического назначения (класс Ф5). Это категории А, Б, В, Г и Д – повышенная взрывоопасность, взрывоопасные здания, пожароопасные здания и помещения, умеренно пожароопасные и, наконец, здания с пониженной пожарной опасностью. Для зданий классов Ф1-Ф4 категории не установлены. Категорию пожарной опасности определяет планировка помещения, находящиеся в нем вещества и особенности производственного процесса.

Огнестойкие двери от производителя

Для зданий разного класса пожарной опасности можно приобрести противопожарные двери от производителя «Двери Тор». Все двери имеют предел огнестойкости 60 минут. Они обеспечат помещениям надежную защиту от проникновения дыма и огня. Изделия выполнены из качественной стали и обеспечены всей необходимой фурнитурой. Двери заполнены базальтовой плитой IZOBEL высокой плотности, которая имеет низкую теплопроводность. Материал долговечен и безопасен.

Конструкции оснащаются термоактивной лентой, противодымным уплотнителем и огнеупорным замком. На продукцию оформлены сертификаты. Монтаж противопожарных дверей также возможен силами компании. На этот вид работ у фирмы есть лицензия. Таким образом, заказ и установка дверей соответствует всем требованиям законодательства.

Мусоровоз с боковой загрузкой КО-440-6

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ:

В состав специального оборудования входят: кузов, задний борт, толкающая плита, боковой манипулятор, гидравлическая и электрическая системы.

Уплотнение отходов в кузове производится толкающей плитой. Перемещение мусора по ширине кузова производится разравнивателем. Выгрузка осуществляется опрокидыванием кузова и толкающей плитой.

Варианты исполнения захвата манипулятора:

1. Захват за переднюю стенку (вильчатый захват) для разгрузки стандартных металлических контейнеров 0,75 м³

• высокая маневренность
• увеличенный полезный объем кузова
• высокопрочные металлорукава высокого давления
• гидрофицированный задний борт с автоматическими замками
• шасси повышенной проходимости

Технические характеристики

• Модель

  Базовое шасси	КАМАЗ-65111 6х6
  Максимальная скорость, км/ч	60

• Весовые параметры и нагрузки

  Масса установленного оборудования, кг	4900
  Полная масса а/м, кг	24000
  Распределение полной массы, кг
  на заднюю тележку	18000
  на передний мост	6000
  Снаряженная масса, кг	13395

• Двигатель

  Модель двигателя	КАМАЗ 740.705-300 (Евро-5)
  Максимальная полезная мощность, кВт (л.с.)
  при 1900 об/мин	221 (300)
  Тип двигателя	дизельный с турбонаддувом и ОНВ

• Габаритные размеры, мм

  Длина, мм	8700
  Ширина, мм	2550
  Высота, мм	3800
  Колесная база, мм	3690+1320

• Кузов

  Вместимость кузова, м3	22
  Коэффициент уплотнения мусора	1,5-4
  Масса загружаемых отходов до, кг	10530
  Тип загрузки	боковая
  Тип привода рабочих органов	гидравлический

• Манипулятор мусоровоза

  Грузоподъемность манипулятора, кг

  700

Вся представленная на сайте информация, касающаяся технических характеристик, наличия на складе, стоимости товаров, носит информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437(2) Гражданского кодекса РФ.

Почему люди бросились покупать витамин К

13 сентября 2013

В аптеках начали продавать целый ряд витаминных добавок, содержащих витамин К, а особенно К2. Почему люди бросились его принимать?

Далеко не все слышали о витамине К2.

Но, как следует из исследования маркетинговой фирмы Mintel, все больше людей принимают его в составе различных пищевых добавок.

В исследовании говорится, что в период между 2008 и 2012 годами употребление витамина K2 в мире выросло на 183% .

Более известная форма этого витамина — витамин К1 — также за этот период обрела популярность на 96%.

Число продуктов, содержащих витамин K1, все еще гораздо больше, чем количество продуктов с витамином K2. Все типы витамина K присутствуют примерно в 1% продуктов, напитков, витаминов и пищевых добавок, которые поступили в продажу в прошлом году, утверждают исследователи компании Mintel.

Но что это такое — витамин К, и чем отличаются К1 и К2, и зачем люди принимают их как добавки?

Британские врачи в официальных медицинских советах указывают на то, что витамин К имеет несколько важных функций, например, способствует свертыванию крови, помогает при заживлении ран. Младенцы рождаются с низким содержанием витамина К, и поэтому государственная британская система здравоохранения (NHS) рекомендует делать всем новорожденным инъекцию этого витамина, чтобы предотвратить внутренние кровотечения.

Существуют также убедительные, по мнению медиков, доказательства того, что жирорастворимый витамин К необходим для укрепления костей.

Согласно рекомендациям NHS, взрослым нужно ежедневно примерно 0,001 мг витамина К на каждый килограмм их веса.

По словам медиков, организм может удовлетворить все свои потребности в этом витамине в процессе сбалансированного питания.

Особенно полезно есть зеленые листовые овощи вроде шпината или брокколи, употреблять растительные масла и крупы. Незначительное количество витамина К содержится в курином мясе и молочных продуктах.

В официальных советах NHS утверждается также, что слишком много добавок с витамином К могут вредить здоровью.

Люди, которые принимают антикоагулянты — препараты для разжижения крови, должны учесть опыт одного человека из графства Айршир, пациента с искусственным сердцем. Он попал в больницу после того, как наелся брюссельской капусты, которая воспрепятствовала действию его антикоагулянтов.

Всем новорожденным в Великобритании делают инъекции витамина К

Почему растет количество пищевых добавок с витамином К, и особенно К2?

Лора Джонс, аналитик пищевой промышленности в компании Mintel, говорит, что последние исследования показали, что витамин К2 даже полезнее, чем предполагали до сих пор.

«Витамин K1 имеет относительно короткий период полураспад . Он быстро выводится из крови и в течение восьми часов перерабатывается печенью. Для сравнения, витамин К2 сохраняется до 72 часов, оставаясь биологически активным в организме, — говорит Джонс. — Кроме того, витамин К2 лучше усваивается организмом. Он связан с улучшением работы сердечно-сосудистой системы, направляет кальций в кости и предотвращает отложение кальция там, где это нужно, например, внутри артерий или органов, которым это может повредить».

Утверждение о пользе витамина К поддерживают эксперты Европейского агентства по безопасности продуктов питания, которые заявляют, в частности, что «витамин К способствует поддержанию хорошей работы костей», а также, что «витамин К способствует нормальной свертываемости крови».

Капуста и клубника — источники витамина К

Старение населения — особенно на рынках Европы, Японии, Китая и США — также сказывается на росте продаж пищевых и витаминных приложений. Риск заболеть остеопорозом увеличивает интерес к средствам укрепления костей .

Количество новых продуктов, которые, как утверждают, полезны для костей, с 2009 года увеличилось на 44%, согласно данным организации Mintel.

И хотя самыми популярными в этой категории остаются кальций и витамин D, пищевые добавки с витамином K2 будут только распространяться, считает Лора Джонс.

Однако это убеждает не всех.

Сара Джарвис, семейный врач и регулярная участница телепрограммы ВВС The One Show, говорит, что сейчас нет никаких убедительных доказательств того, что людям нужно принимать витамин К.

«Не вижу оснований для того, чтобы нормальные здоровые люди принимали добавки с витамином К — или любые другие добавки, за исключением витамина D. Лучше нормально питаться», — говорит она.

По ее мнению, популярность всевозможных витаминов и пищевых добавок оказывает негативное влияние на общество.

«У меня сложилось ощущение, что многие молодые люди, которые приходят ко мне на консультации, считают, что могут есть что попало, а потом принимать витамины — и все будет хорошо. Но на самом деле все совсем не так, — говорит семейный доктор. — А если пожилые люди боятся за свои кости, то пусть принимают кальций и витамин D. Витамин K влияет на свертываемость крови: когда его много, то это плохо».

Спектакль Балалайкин и Ко — смотреть бесплатно онлайн в хорошем качестве. Театр «Современник» на Чистопрудном бульваре. Актеры и роли

Время, описанное в 1877–1883 годах Михаилом Салтыковым-Щедриным в «Современной идиллии», Г. Товстоногов однажды назвал «тупиком в российской жизни». Хотя писатель полагал свой сатирический роман безопасным для цензурного взора, тот принял произведение с возмущенным негодованием. Атмосфера пореформенных 1870-х оказалась созвучна застойным 1970-м. И где как не в родившемся в год XX съезда «Современнике» об этом говорить. Сто лет спустя обращение к этому тексту тоже сулило неприятности, но инсценировку с заглавием «Балалайкин и Ко» написал С. Михалков, режиссером стал Г. Товстоногов — может, их авторитет и регалии и спасли постановку.

Говорят, слова С. Михалкова — «никогда еще царизм не получал такой пощечины» — помогли ослабить бдительность цензуры. У «Балалайкина и Ко» счастливая судьба. Все-таки редкость, когда спектакль 1973 года (тогда же переведенный на кинопленку Г. Товстоноговым, А. Вокачем и Л. Пчёлкиным) вдруг возьмутся восстановить почти через 30 лет.

Щедринская литература — живая связь времен. Недаром он вступал в диалог с другими литературными персонажами: если майор Ковалев видел прогуливающимся по Невскому собственный нос (а тут по ходу действия Балалайкин ввернет вдруг, что когда-то отморозил нос так, что глядит — его же нос у него в руке), то здесь Рассказчик встречает Молчалина. Щедрин уменье грибоедовского героя угождать превращает во вроде как этически нейтральное «погодить». Сам Балалайкин, кстати, кроме «Современной идиллии» появляется в «Среде умеренности и аккуратности» (и там же — Молчалин). А Глумов заставляет вспомнить однофамильца из «На всякого мудреца довольно простоты» Островского.

Рассказчик (И. Кваша) открывает спектакль словами о том, что виденный им Молчалин «уж сильно постарел, хотя и преуспел на жизненном своем поприще…» С Глумовым они обсуждают молчалинский совет про «годить», так вот молчать и годить становится камертоном театрального действия, активного бездействия героев. Полная горького сарказма и иронии «Идиллия» живописала «путь оподления», как выразится герой Кваши. Жизненную дремоту, страх, переродившийся в подхалимство, которые дворян, так называемых интеллигентов — Рассказчика и Глумова (В. Гафт) — сделали, по словам квартального надзирателя (П. Щербаков), «полезными».

В «Балалайкине и Ко» собрался удивительный актерский ансамбль, разыгравший историю с озорством, и зрителя увлекая и заражая своей игрой, жизнью характерных персонажей. Грозный и глуповатый квартальный Иван Тимофеевич с медвежьей пластикой. Адвокат Балалайкин (О. Табаков) — проныра, первое появление которого словно беззвучный портрет расплывшегося в сладкой улыбке балагура с жовиальными бакенбардами. Балалайкин с его быстротой широких движений — как что-то беспрестанно бренчащее, даже лампасы на брюках идут не прямой линией, а прямоугольными загибами, вот он — вертлявый, скользкий тип. Очищенный (А. Вокач) — «бывший тапер в доме терпимости, впоследствии вольнонаемный, редактор газеты «Краса Демидрона», как сам он рекомендуется, «человек извилистой судьбы», которая опустила его на дно, оставив в лохмотьях. Знойная кокетка Фаинушка (Н. Дорошина), содержанка купца Парамонова, на которой с подачи Рассказчика и Глумова женится Балалайкин и к которой на содержание поступает сам Глумов. Редедя (А. Мягков) — старый вояка с мохнатыми бровями, еле переставляющий ноги и засыпающий на ходу, но не утративший тщеславия сожитель Фаинушки. Хитрый письмоводитель Прудентов (А. Леонтьев), Перекусихин 1-й (В. Земляникин) и Перекусихин 2-й (П. Иванов) — аки гоголевские Бобчинский и Добчинский. Сами Рассказчик и Глумов выведены людьми размышляющими, но со своим свободомыслием трагикомически борющимися. Стараясь заглушить всякое мыслительное движение, они с самого начала пьют чай, трапезничают, чтобы «заесть» мысли, чтобы даже процесс раздумий приелся. Мотив повторится, когда они явятся к Балалайкину с «дельцем», а тот их осадит: сперва — балык.

Ю. Рыбаков описал, как «высвечивалась сцена, становились различимы… (художник И. Сумбаташвили) изображения орденов, памятников, полосатых будок — внешних атрибутов Российской империи, а в то же время как бы и конкретных примет тех площадей и улиц Петербурга, по которым прогуливались Глумов и Рассказчик». Но «атрибуты отступали на задний план — читаем у Д. Золотницкого, — как зыбкий фон, зато поминутно ощущалось, что идиллию, называвшуюся современной, играл театр, называвшийся «Современник». Здесь подтрунивали над подавленной личностью, но и скорбели о ней, об утрате человеческих связей, о призрачной среде. Волнение души затопляли потоки празднословия, и чем еще единственно можно было похвалиться — так это воздержанием от поступков».

В 2001-м «Современник вернулся к «Балалайкину» — новую редакцию подготовили И. Кваша, В. Гафт и А. Назаров. Это уже был совсем другой спектакль, в котором из первого состава остался лишь блистательный дуэт Кваши — Гафта. Хотя история про обуздание «буйства духа», «отсутствие поступков» и «опрятность чувств», как рассуждал Глумов, отнюдь не устарела. Салтыков-Щедрин показал Молчалиных, превратившихся в целое поколение, «Современник», чутко реагирующий на пульс времени, дважды вывел их в новую эпоху. В той же стране.

BPS Welcome Services / Детский сад и Pre-K

Есть несколько вариантов, которые помогут нашим самым маленьким ученикам начать успешный старт.

Universal Pre-K
Подготовьте своего ребенка к успеху! Дошкольное учреждение готовит вашего ребенка к школе с прочной основой для обучения прямо сейчас. Программа дошкольного образования Бостонских государственных школ — одна из самых сильных в стране. Бостонская универсальная программа Pre-K предоставляет высококачественное дошкольное образование для каждого 4-летнего ребенка, живущего в Бостоне, бесплатно для семей.Узнайте больше о программе и о том, как зарегистрироваться на сайте www.bostonpublicschools.org/UPK

Обратный отсчет до детского сада
Это партнерство между BPS, городом Бостон и многими общественными организациями работает над тем, чтобы обеспечить позитивный переход в детский сад BPS для учащихся и их семей. Получите копии их публикаций, доступных на многих языках, в любом центре приветствия, или позвоните по телефону 617-635-9288, или посетите их веб-сайт: www.countdowntokindergarten.org

Детский сад (K2)
Детский сад — это шестичасовая (полнодневная) программа для 5-летних детей, которая предоставляется во всех начальных школах.Зачисление в школу гарантировано всем детям, подавшим заявление на полный курс K2. Однако из-за нехватки места нельзя гарантировать назначение в выбранную вами школу. Для регистрации в K2 детям должно быть пять лет не позднее 1 сентября того учебного года, на который они регистрируются.

Pre-Kindergarten (K0 или K1)
Для детей, которым исполнилось четыре года на 1 сентября учебного года или ранее, доступно более 2400 мест.В K0 также есть очень ограниченное количество вакансий для детей, которым исполнилось три года на 1 сентября учебного года или раньше, на который они записываются. Назначение этих программ не может быть гарантировано.

Школы для дошкольников
Несколько школ предлагают детский сад полного дня (начиная с K0 или K1) до 1 или 3 класса, а также до и после школы с 7:30 до 16:35. Все бесплатно. Количество мест ограничено, а списки ожидания для этих популярных программ могут быть длинными.

Важные примечания для детского сада

• Всем учащимся общеобразовательных детских садов гарантируется место в высшем классе назначенной школы в соответствии с рекомендациями нашего плана распределения учащихся.
• Исключения из нашей политики в отношении возраста поступления не допускаются, независимо от предыдущего школьного опыта ребенка.
• Закон штата гласит, что каждый ребенок должен посещать школу, начиная с сентября календарного года, в котором ребенку исполняется шесть лет.
• Если вам нужна программа для вашего трех- или четырехлетнего ребенка, рекомендуем вам ознакомиться с Head Start, Child Care Choices of Boston и другими вариантами дошкольного образования. Хотя программа K1 в BPS для 4-летних детей в последние годы расширилась, назначение не может быть гарантировано.

Пьезоэлектрическое усиление керамики на основе K0.5Na0.5NbO3 посредством структурной эволюции

Аннотация

Настоящая работа направлена ​​на сравнение влияния систематических замен A-сайтов и B на пьезоэлектричество Ka _0.5 Na _0,5 Перовскитовая керамика на основе NbO ₃ (KNN). Элементы A-сайта были заменены на Li ⁺ , в то время как Nb5 ⁺ был заменен на Sb ⁵⁺ с образованием (K _0,4675 Na _0,4675 Li _0,065 ) NbO ₃ (KNLN) и ( K _0,4675 Na _0,4675 Li _0,065 ) (Nb _0,96 Sb _0,04 ) O ₃ (KNLNS) соответственно. Керамика была изготовлена ​​методом твердофазного спекания.Плотность керамики неуклонно улучшалась с заменами, в то время как кристаллическая структура эволюционировала от моноклинной (в KNN) к сосуществованию моноклинной и тетрагональной (в KNLN) и, наконец, тетрагональной в KNLNS. Были зафиксированы отчетливые различия по размеру и морфологии. Хотя плотность, кристаллическая структура и морфология имеют незначительное влияние на E _c , они оказали значительное влияние на P _r , d ₃₃ и k _p .Несмотря на относительно более низкую плотность, KNLN показал самую высокую P _r , d ₃₃ и k _p при 9,80 мкКл / см ² , 185 пКл / Н и 0,43 соответственно, что означает положительное улучшение, вызванное сосуществованием моноклинных и тетрагональных кристаллических структур. Что еще более важно, эта работа систематически доказала, что сосуществование обеих структур означает состав морфотропной границы раздела фаз (MPB) как основной фактор для улучшения пьезоэлектрических свойств KNN.

Ключевые слова

Li и Sb

Кристаллическая структура

MPB

Электроакустическая

Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)

© 2019 Elsevier Ltd и Techna Group S.r.l. Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Сосуществование фаз вызвало сильное пьезоэлектричество в бессвинцовой керамике на основе K0,5Na0,5NbO3

Для перовскитовой керамики сегнетоэлектрическая фазовая граница играет важную роль в улучшении пьезоэлектричества материалов.В этой работе (1 — x ) (K _0,5 Na _0,5 ) NbO ₃ — x [NaSbO ₃ + Bi _0,5 ( Na _0,8 K _0,2 ) _0,5 (Zr _0,5 Hf _0,5 ) O ₃ ] Разработана бессвинцовая керамика с сосуществованием сегнетоэлектрической фазы ROT. детально исследована взаимосвязь фазовой структуры и пьезоэлектричества.По мере увеличения x температура перехода ромбоэдрической и орторомбической фаз (T _R-O ) увеличивается, в то время как температура фазового перехода ромбоэдрическая – тетрагональная (T _O-T ) понижается. Когда 0,04 ≤ x ≤ 0,05, в керамике сосуществуют три сегнетоэлектрические фазы (R-O-T) при температуре около комнатной. Благодаря очень согласованной ориентации сегнетоэлектрического диполя и сплющивания свободной энергии и низкого энергетического барьера, вызванного сосуществованием трех сегнетоэлектрических фаз (ROT), отличные пьезоэлектрические характеристики d ₃₃ = 452 pC N ⁻¹ , k _p = 63% и ε _r = 4414 достигаются при x = 0.04. Наше исследование предполагает, что по сравнению с двумя сегнетоэлектрическими фазовыми границами (RO и OT) сосуществование трех сегнетоэлектрических фаз (ROT) может эффективно улучшить пьезоэлектрические свойства (K _0,5 Na _0,5 ) NbO ₃ -керамика.

У вас есть доступ к этой статье

Смешанный окислительно-восстановительный потенциал анионов и катионов в K0.78Fe1.60S2 для высокопроизводительного катода в калиевых ионных батареях

Катодные материалы в ионно-калиевых батареях (KIB) обычно обладают низкой способностью накапливать заряд по сравнению с катодными материалами, используемыми в литиевых или ионно-натриевых батареях.В этой работе K _0,78 Fe _1,60 S ₂ описывается как катод KIB высокой емкости, который проявляет смешанное окислительно-восстановительное поведение анионов / катионов во время заряда / разряда (C / D). При зарядке до 3,2 В по сравнению с K / K ⁺ , K ⁺ экстракция происходит вместе с одновременным окислением S ²⁻ до S ₂ ²⁻ и Fe ( II ) в Fe ( III ).Во время последующего разряда до 1,5 В этот процесс меняется на противоположный, помимо дальнейшего восстановления Fe ( II ) до Fe ( I ). После нескольких циклов C / D K _0,78 Fe _1,60 S ₂ обратимо подает 0,69 K ⁺ с емкостью 100,5 мА рт.ст. ^-1 ( т.е. , K _0,20 Fe _1,60 S ₂ ⇆ K _0.89 Fe _1,60 S ₂ ). Эволюция валентных состояний S ^2- и Fe ( II ) наряду с отсутствием заметных изменений кристаллографических размеров четко подтверждает сопутствующий окислительно-восстановительный потенциал анионов и катионов с C / D. Расчеты по теории функционала плотности также подтверждают возможность смешанных окислительно-восстановительных реакций в K _0,78 Fe _1,60 S ₂ .Уникальные структурные особенности K _0,78 Fe _1,60 S ₂ (слои, состоящие из тетраэдров FeS с общими ребрами ₄ с частичными вакансиями Fe) приводят к высокому K ⁺ беспрецедентные коэффициенты диффузии ( ок. 10 ⁻⁹ см ² s ⁻¹ ), что способствует отличной способности выдерживать ток (56,3 мА рт. ст. ⁻¹ при 1000 мА г ⁻¹ vs. 100,5 мА ч г ^-1 при 20 мА г ^-1 ). Расчеты смещенной эластичной ленты также показывают, что диффузия преимущественно происходит в направлениях [100] с низким энергетическим барьером активации 0,41 эВ.

У вас есть доступ к этой статье

Произошла ошибка при настройке пользовательского файла cookie

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.

Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

• В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
• Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
• Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
• Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
• Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.

Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файлах cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Подавление аномального роста зерен в K0.5Na0.5NbO3: фазовые переходы и совместимость

Патрисия Поп-Ге

¹ Неорганические функциональные материалы, Институт материаловедения , Инженерный факультет, Кильский университет, 24143 Киль, Германия

Норберт Сток

² Неорганическая химия, Институт неорганической химии, Факультет математики и естественных наук, Кильский университет, 24118 Киль, Германия

Экхард Квандт

¹ Неорганические функциональные материалы, Институт материаловедения, инженерный факультет, Кильский университет, 24143 Киль, Германия

¹ Неорганические функциональные материалы, Институт материаловедения, инженерный факультет, Кильский университет, 24143 Киль, Германия

² Неорганическая химия, Институт неорганической химии, факультет математики и естественных наук ces, Кильский университет, 24118 Киль, Германия

Поступило 17.09.2019 г .; Принято 3 декабря 2019 г.

Abstract

В работе представлено подавление аномального роста зерен в массивной керамике K _0,5 Na _0.5 NbO ₃ (КНН). Подавление возможно за счет точного контроля морфологии исходного порошка за счет согласования продолжительности измельчения и прокаливания. Сравнительный температурно-зависимый анализ полученной морфологии образца, фазовых переходов и связанных электронных свойств материала показывает, что аномальный рост зерен действительно оказывает большое влияние на ухудшение свойств материала, как это теоретически предполагалось в других работах. Однако показано, что этот аномальный рост зерна происходит из-за кальцинированного порошка, а не из-за спекания, и что все последующие этапы отражают первоначальную морфологию порошка.В частности, результаты обсуждаются в отношении предсказаний теории совместимости и микроструктуры. Несмотря на многомасштабную неоднородность материала, подавление аномального роста зерен позволяет достичь значительно улучшенных функциональных свойств, и сообщается, что это развитие правильно предсказывается теорией совместимости в пределах микроструктурной целостности. Можно продемонстрировать, что функциональная усталость значительно сводится к минимуму, в то время как тепловые и электронные свойства улучшаются, когда аномальный рост зерен подавляется контролем морфологии порошка.

Тематические термины: Энергетика и технологии, Материаловедение

Введение

Бессвинцовая керамика интенсивно исследуется ¹ , как наиболее широко используемый пьезоэлектрический материал, цирконат-титанат свинца (PZT) и другие высокопроизводительные пьезоэлектрики как Pb (Mg _1/3 Nb _2/3 ) O ₃ — PbTiO ₃ (PMN-PT) ^{2 , 3} содержат свинец, который очень токсичен для человека и наше окружение.Это было признано ЕС Директивой 2011/65 / EU, которая «запрещает использование свинца в электрическом и электронном оборудовании, размещенном на рынке» к 2021 году. ⁴ . Среди них есть две системы неорганического перовскита (ABO ₃ ), которые считаются наиболее перспективными с точки зрения замены: титанат бария (BTO) и система ниобата калия-натрия (KNN). Эти материалы обладают широким спектром эффектов и могут использоваться в датчиках и исполнительных механизмах, а также в калорических приложениях, направленных на экологически безопасные технологии охлаждения. ⁵ .Они не только демонстрируют пьезоэлектричество, но и фазовые переходы первого рода, которые потенциально могут быть использованы при электрокалорийном (EC) охлаждении ⁶ . Однако сравнительно низкие достижимые пьезоэлектрические характеристики в композитах на основе BTO и низкие температуры Кюри в высокоэффективных BTO, легированных кальцием и цирконием, а также плохая воспроизводимость в KNN препятствовали их широкому применению с 1950-х годов ^{7 , 8} . Между этими двумя системами KNN менее изучен из-за его многомасштабной неоднородности ^{9 , 10} и, кроме того, демонстрирует плохую спекаемость ^{11 , 12} , что было основным препятствием для приложения. материала.Так было до Сайто и др. . ¹³ сообщил об очень высоком пьезоэлектрическом коэффициенте 416 пКл / N в текстурированной керамике KNN в 2004 году, когда исследования KNN снова активизировались. Благодаря активным усилиям научного сообщества, направленным на то, чтобы этот материал можно было использовать в различных областях, к настоящему времени было показано, что KNN демонстрирует очень высокие температуры Кюри и отличную термическую стабильность пьезоэлектрических характеристик, которые являются решающими критериями для применения ^{14 – 16} .Тем не менее, несмотря на то, что материал постоянно совершенствуется ^{17 — 19} , весь потенциал материала остается неиспользованным и предметом интенсивных исследований ²⁰ .

Существует множество методов, которые применялись для улучшения изготовления объемных KNN с точки зрения воспроизводимости, а также характеристик материала. Среди них очень большое количество различных технологий обработки, включая нетрадиционные подходы, такие как синтез с помощью микроэмульсии ²¹ , горячее изостатическое прессование ²² , гидротермальный синтез ^{23 , 24} и искровое плазменное спекание ²⁵ , а также обычный твердотельный синтез ^{26 — 28} .С точки зрения химии состава подходы к легированию варьируются от простого изменения соотношения щелочных металлов до добавления тройных и более сложных сплавов ^{29 — 31} . Тем не менее, для большинства синтезированных материалов сообщалось о дву- или даже мультимодальном росте зерен ^{32 — 34} , хотя его подавление редко было в центре внимания. Недавно Тонг и др. наблюдали даже сосуществование «зерен типа KNbO ₃ и зерен типа NaNbO ₃ » в прокаленных порошках KNN.и связано с аномальным ростом зерна и неоднородностью состава ³⁵ . Однородность состава очень желательна для изучения потенциала материала, поэтому было разработано несколько подходов для подавления неоднородностей методами прекурсора твердого раствора ³⁶ или методами перовскита ³⁷ . Тем не менее, аномальный рост зерна или развитие вторичных фаз продолжалось ^{38 — 40} .

Отсутствие экспериментальных данных по карбонату калия и другим щелочным карбонатам частично можно объяснить их высокой гигроскопичностью. Карбонат калия ( K ₂ CO ₃ ) почти сразу превращается в полуторный гидрат K ₂ CO ₃ · 1,5 H ₂ O при контакте с воздухом ⁴¹ и пики дифракции рентгеновских лучей (XRD) этого полуторного гидрата перекрываются с пиками XRD γ — CO ₃ .Поэтому часто затрудняется легкая воспроизводимость начальных условий. Таким образом, признано, что изготовление KNN требует повышенных мер предосторожности, будь то обращение с порошками прекурсоров в перчаточных ящиках K ₂ CO ₃ , Na ₂ CO ₃ и Nb ₂ O ₅ , обработка в газовой атмосфере или термическая обработка перед обработкой для испарения остатков воды.Вторым следствием такой гигроскопичности является то, что процесс изготовления KNN необходимо контролировать с самого начала, чтобы гарантировать воспроизводимость. Хотя известно, что исходные материалы имеют решающее влияние на результирующую объемную морфологию, влияние флуктуаций в кальцинированном порошке KNN часто анализировалось отдельно ²¹ или даже игнорировалось, поскольку причиной недостаточных характеристик материала было объясняется многомасштабной неоднородностью, возникающей во время спекания .Среди этих многомасштабных неоднородностей наиболее заметными различиями являются разные скорости диффузии для элементов A-позиции калия и натрия ^{11 , 42} и различные давления паров для калия и натрия по KNN ¹¹ . . Но также сообщалось о различных морфологиях KNN в зависимости от кристаллической структуры оксида ниобия, который используется ⁴³ , а также о повышенной химической гетерогенности из-за реакций диффузии добавленных тройных сплавов ³⁵ и возрастающей химической сложность.При температуре 1100 ° C в пределах режима спекания коэффициент диффузии натрия в поликристаллическом ниобии составляет 51,2310 ¹³ см ² / с по сравнению с коэффициентом диффузии 21,710 ¹³ см ² / s для калия при тех же условиях ⁴² . Учитывая, что реакции диффузии ограничиваются видами с более низкой скоростью диффузии, следовательно, прокаливание KNN регулируется количеством калия в композиции.В то же время предполагается, что более высокая скорость диффузии натрия является одной из различных причин аномального роста зерен, поскольку «зерна, подобные NaNbO ₃ » могут расти быстрее, чем стехиометрические зерна KNN ³⁵ . Стоит отметить, что скорости диффузии, измеренные Карпманом и др. . сильно уменьшаются для монокристалла, что означает значительную диффузию по границам зерен для малых атомов щелочного металла в ниобии. Кроме того, было продемонстрировано, что давление паров калия выше, чем у натрия ⁴⁴ , при этом необходимо учитывать, что режим спекания в KNN очень узкий, так как он ограничен линией солидуса на около 1150 ° C ¹¹ .Более того, было высказано предположение, что даже атмосфера спекания влияет на морфологию зерен в KNN за счет укрупнения зерен и коррелированного изменения свободной энергии краев ⁴⁵ . Несмотря на то, что химические неоднородности часто допускаются и включаются в анализы описательным образом, их контроль имеет особое значение, поскольку дефицит щелочи является часто сообщаемой проблемой при обработке KNN. Принимая во внимание все это, производство высококачественного ниобата калия-натрия остается серьезной проблемой и требует более глубоких знаний и новых правил проектирования.Как следствие, эта работа объединяет изготовление KNN с теоретической моделью фазовой совместимости ^{46 , 47} , которая уже доказала свою пригодность для прогнозирования составов металлов со сверхнизкой усталостью с очень узкими гистерезисами в металлах. ^{48 , 49} . Будут обсуждены различные аспекты многомасштабной неоднородности, чтобы объяснить их индивидуальные влияния, в то время как теория фазовой совместимости применяется для подтверждения многообещающих составов материалов.Теория совместимости направлена ​​на улучшение усталостных характеристик материала с помощью набора математических условий, которые могут быть удовлетворены с помощью инженерии композиции. Этот набор правил широко применяется в металлических композициях в многоцикловых медицинских приложениях, например. Композиты на основе никеля и титана ^{50 , 51} .

Результаты и обсуждение

Приготовление порошка

Далее KNN и KNN _ex будут обозначать K _0.5 Na _0,5 NbO ₃ образцов без добавления избыточных щелочных металлов и с добавлением щелочных металлов соответственно. В частности, KNN _ex будет описывать образцы с добавлением 5 мол.% Избыточного калия и 15 мол.% Избыточного натрия на протяжении всей этой работы, поскольку это конкретное количество (A-сайт) избыточного добавления щелочного металла показало наиболее многообещающее улучшение. ^{52 , 53} (см. Дополнительную информацию).Частично это можно объяснить более медленной скоростью реакции и соответствующей ограничительной ролью, которую калий играет при прокаливании KNN. С другой стороны, это кажется противоречивым, поскольку у калия более высокое давление пара. Однако в случае других испытаний дополнительные количества образцов щелочных металлов показали ухудшенные свойства материала ⁵² (см. Дополнительную информацию). Избыток B-сайта (избыток ниобия) не является благоприятным в отношении гомогенизации состава, что было продемонстрировано другими работами ^{54 — 56} , следовательно, эта работа сконцентрирована на избытке A-сайта.Отсюда следует, что влияние диффузии на конечный химический состав более значимо, чем вклад испаряющегося материала. Кроме того, весьма вероятно, что в образце или на нем есть участки скопившегося натрия. После первого измельчения в шаровой мельнице и прокаливания KNN и KNN _ex , соответственно, XRD-анализ показывает дополнительные пики XRD между 23 ° и 29 ° в различной степени в зависимости от состава образца (рис.), Которые соответствуют вторичному и мультиниобатному. фазы.Дифрактограммы были получены на рентгеновском дифрактометре Rigaku SmartLab 9 кВ с обычным излучением CuK _α . Нежелательные мультиниобатные фазы обычно могут возникать между отражениями (001) / (011) при 22,5 ° и отражениями (020) / (002) / (111) при 31,8 °, а также между (020) / (002) Отражения / (111) и отражения (102) / (120) при 39 ° на основе индексации пространственных групп Amm 2 при комнатной температуре (см. Рис.). Особенно важно отражение при 28,1 °, поскольку оно происходит от чувствительной к влаге фазы.Чтобы учесть необходимые меры безопасности и гигроскопичность материала, упомянутую выше, все порошки-предшественники перед использованием были обезвожены. Отмечено, что введение избытка щелочных металлов вызывает усиленное появление вторичных фаз после первого прокаливания. Путем выбора правильного сочетания продолжительности измельчения в шаровой мельнице, времени прокаливания и повторения можно подавить развитие этих мультиниобатных и вторичных фаз (рис.). Более подробно, это дано для двух повторений измельчения и прокаливания и дополнительного заключительного (третьего) измельчения для обеспечения однородности размера зерен в порошке.При повторном обжиге снова возникают нежелательные вторичные фазы (см. Дополнительный материал), меньшего количества повторений также недостаточно для контроля развития вторичных фаз. Это справедливо для всех испытанных нелегированных композиций KNN в данных условиях. Мы объясняем это важностью планетарного измельчения, который обеспечивает уменьшение размера более крупных частиц и общую гомогенизацию размеров частиц, как было обнаружено в других работах ³⁵ .Однако каждый раз, когда порошок предшественника подвергается прокаливанию, возникает упомянутое неравенство между различными элементами A-участка из-за повышенной температуры, поэтому нежелательно завершать технологический процесс прокаливанием. В конце процесса изготовления порошка материал наиболее чувствителен к изменениям из-за хрупкого состояния равновесия KNN, поэтому появление вторичных фаз после третьего обжига интерпретируется как нарушение равновесия KNN.

Обработка KNN и KNN _ex : партии порошка и результирующие дифрактограммы для KNN _ex после каждого отдельного шага обработки. ( a ) Сравнение партий порошка KNN (индексированный образец ⁶⁰ ) и KNN _ex после первого помола (после 1 ^st мельницы) и первого обжига (после 1 ^st расч.) с пространственной группой Amm 2 индексации внизу (серые линии). ( b ) Дифракцию рентгеновских лучей проводили на партии порошка KNN _ex после каждого этапа обработки, и образец порошка исследовали на вторичные фазы в отношении чистоты фазы.

Аномальный рост зерен

Как описано Thong et al . и другие группы ^{35 , 39} аномальный рост зерна считается одним из основных препятствий в надежном производстве высокопроизводительных KNN. Было показано, что даже многократное измельчение и прокаливание образцов в шаровой мельнице, а также различные технологии обработки ¹² не смогли подавить аномальный рост зерен ³⁵ .Обычно считается, что причина такого аномального роста зерен кроется в различных скоростях диффузии и давлениях паров калия и натрия во время процесса спекания. На рисунке показано исследование порошков и массивной керамики KNN и KNN _ex с помощью SEM до и после спекания, где фиг. Показывает морфологию порошка до спекания, а все другие изображения показывают результаты объемных гранул после спекания на воздухе. Более подробно, сравнение порошков на фиг. Показывает агломераты в обоих случаях.Порошок KNN более мелкий по сравнению с очень грубым порошком KNN _ex , но, с другой стороны, порошок KNN _ex кажется более однородным. Это впечатление подтверждается, если рассмотреть результаты спекания на рис. Действительно, более крупные и более однородные частицы порошка приводят к однородной микроструктуре, состоящей из сравнительно больших, слабо связанных зерен (рис.), В то время как мелкий порошок дает более плотные результаты, которые показывают типичный аномальный рост зерен в KNN (рис.) с более мелкими и большими размерами зерен, встречающимися случайным образом. Однако основные различия в порошке не могли быть достоверно подтверждены с помощью исследования SEM из-за агломерации частиц и ограниченных возможностей для адекватного приготовления. Таким образом, нельзя было указать на происхождение бимодального роста зерна. Как следствие, измерения динамического рассеяния света (DLS) были выполнены на партиях порошка после третьего измельчения (перед спеканием), которые показаны на рис. Бимодальное распределение зерен, возникающее в результате аномального роста зерен, четко демонстрируется этим измерением, что можно распознать по существованию двух распределений диаметров, возникающих в KNN, и его отсутствию в порошке-предшественнике KNN _ex соответственно.Это доказывает, что в представленном случае причиной аномального роста зерен является прокаленный порошок прекурсора. В частности, полученные размеры зерен для избыточной добавки щелочи значительно выше, чем для порошка KNN со средним диаметром d _KNNex = 2,06 мкм для KNN _ex и d _KNN = 1,1 мкм для KNN. порошок соответственно. Это в целом согласуется с другими работами по размеру частиц прокаленных порошков KNN ²¹ .Более того, даже в наномасштабе различия весьма значительны. Изменение предпочтительной ориентации действительно может быть доказано с помощью микроскопии (см. Рис.). В образце KNN _ex можно наблюдать четкое послойное ступенчатое образование, которого нет в образце KNN. Эти структуры образуются из-за комбинированного роста сингулярных (100) и неособых (110) граней, как это было предсказано Сангвалом и соавторами при росте кристаллов на поверхностях. В частности, очень низкая плотность образцов, о которой можно судить по рис.нежелательно, но в целом согласуется с различными исследованиями по применению различных сред спекания ^{58 , 59} . Недавно было показано, что спекание на воздухе вызывает наименьшую потерю веса (испарение щелочи) по сравнению с другими испытанными средами, но также достигает довольно низких плотностей ⁵⁸ . Это связано с изменением свободной энергии края, которое инициируется укрупнением зерен ⁴⁵ .Эти результаты очень хорошо согласуются с результатами, представленными в этой работе.

Причина аномального роста зерна. ( a – h ) Анализ с помощью сканирующей электронной микроскопии партий порошка с рис. И полученной спеченной объемной керамики при различных увеличениях. ( а, б ) Партии порошка непосредственно перед спеканием. ( c – h ) Полученная объемная керамика KNN и KNN _ex соответственно. ( i ) Измерение методом динамического рассеяния света (DLS) для партий порошков KNN и KNN _ex непосредственно перед спеканием.Порошок KNN показывает бимодальное распределение размеров зерен, в то время как KNN _ex демонстрирует мономодальное распределение.

Избыток щелочи KNN

На рисунке показаны спектры XRD (разрешение данных <0,008 °) различных образцов при комнатной температуре, представляющих различные производственные партии, которые были получены после спекания на воздухе. Помимо различных партий, представленные образцы можно отличить по количеству стадий процесса и / или дополнительным условиям отжига, усилиям прессования и методам спекания (разные цвета).Образцы с нежелательными вторичными фазами после обработки можно четко отличить от тех образцов, которые не показывают нежелательных фаз (рис., Черная линия). Хотя воспроизведение качества образца затруднено, как уже упоминалось ранее, расчетные положения пиков ниобата калия-натрия (COD, # 2300499 ⁶⁰ ) для K _0,5 Na _0,5 NbO ₃ при комнатной температуре можно проверить для всех испытанных образцов KNN, и можно продемонстрировать диапазон параметров, в котором ниобат калия-натрия может быть надежно изготовлен без каких-либо вторых или мульти-ниобатных фаз (рис.). Однако набор параметров процесса имеет большое влияние на положение основных рефлексов, предпочтительные ориентации и фазы, которые будут развиваться в процессе спекания. Процесс всегда остается очень чувствительным к различиям, и это справедливо также для добавления избыточных щелочных металлов. В частности, это можно увидеть из фиг. 4, поскольку третье прокаливание вызывает сильный сдвиг пика и изменяет предпочтительную ориентацию в обоих случаях. Как показано, наблюдается особенно сильное подавление направления (002) в пользу направлений (020) и (111) (пространственная группа Amm 2) для KNN _ex .Для KNN эффект менее выражен, и точно так же KNN показывает меньший сдвиг пика на 0,06 ° по сравнению с 0,18 ° в KNN _ex . Следовательно, более длительное время отжига всегда приводит к увеличению размеров элементарной ячейки, но в разной степени для разных составов. Другие возможные различия включают те параметры, которые часто анализируются, например, время отжига ^{11 , 61} , а также параметры, которые редко обсуждаются, например приложенное усилие прижима (ср.дополнительный материал) и время измельчения. Более того, из фиг. 2 можно убедиться, что добавление избыточных щелочных металлов вносит предпочтительную ориентацию в образец даже без третьего прокаливания. Эта предпочтительная ориентация для KNN _ex , которая была предложена на основе анализа SEM (см. Рис.), Была получена для сравнительно низкой силы прессования 40 кН, что не привело к предпочтительной ориентации в образце KNN для тех же самых условия обработки. Однако этих параметров недостаточно для контроля аномального роста зерен в KNN, а также образцы не показывают улучшенную спекаемость при повторном прокаливании, как сообщалось ранее ^{35 , 39} (см.Дополнительная информация).

Избыточная добавка щелочи: объемная керамика KNN и KNN _ex . Образцы представлены одним цветом на всех графиках. ( a ) Рентгеновские дифрактограммы массивных образцов KNN и KNN _ex , полученных при различных условиях обработки. Общее сравнение влияний и окно процесса. ( b ) Визуализация чувствительности процесса для выбранных образцов из ( a ) путем анализа ориентации (011) / (100) и (002) / (020) / (111).Третье прокаливание влияет на положение и ориентацию пиков. ( c ) Влияние на термические свойства. Измерения с помощью дифференциальной сканирующей калориметрии отобранных образцов из ( — ).

Хорошо известно, что K _0,5 Na _0,5 NbO ₃ претерпевает три фазовых перехода, которые, как было установлено, происходят около ~ -120 ° C, 200 ° C и 410 ° C ⁶² . Таким образом, точные температуры зависят от состава образца.Первый описывает фазовый переход от ромбоэдрической к орторомбической (RO) конфигурации, второй — фазовый переход первого рода от орторомбической к тетрагональной конфигурации (OT), а третий описывает изменение температуры от ромбической конфигурации к тетрагональной. тетрагональной к кубической (TC) решетке. Далее будет обсуждаться, в частности, последний фазовый переход, поскольку он проявляет наибольшую скрытую теплоту, поэтому он наиболее интересен с точки зрения калорийности. На рисунке показаны кривые дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) фазового перехода из тетрагональной в кубическую (T-C) для репрезентативных образцов KNN и KNN _ex из рис.. Термический анализ показывает, что введение избытка щелочных металлов значительно увеличивает скрытую теплоту во время фазового перехода, а также может вызвать сдвиг фазового перехода. Таким образом, переход обостряется и смещается в сторону более высоких температур для образцов с улучшенными свойствами материала и расширяется и смещается в сторону более низких температур для избыточных щелочных образцов, которые не были обработаны в соответствии с оптимальными параметрами процесса. В общем, уширение и сдвиг являются следствием расширенного статистического появления температур начала фазовых переходов, что вызвано изменяющимися размерами зерен и неоднородностью микроструктуры.

Совместимость и функциональная усталость

Хотя о существовании фазовых переходов KNN очень хорошо известно, имеется очень мало проверенной информации о высокотемпературной кубической фазе и фазовых переходах KNN из-за упомянутых препятствий. Часто представленные результаты противоречат друг другу с точки зрения применяемой кристаллографической симметрии, например. пространственная группа и кристаллографическая конфигурация при комнатной температуре ^{60 , 61} .Тем не менее, применение теории совместимости требует точного определения постоянных решетки ^{63 , 64} . Вкратце, полученные постоянные решетки используются для вычисления трех собственных значений λ _n , с n = 1,2,3 матриц растяжения трансформации участвующих фаз (исходной и преобразованной фаз) таким образом, чтобы λ ₁ ≤ λ ₂ ≤ λ ₃ ⁶³ .Таким образом, среднее собственное значение λ ₂ имеет особое значение, поскольку λ ₂ = 1 означает, что между этими фазами существуют переходные слои без упругой энергии, т.е. оно описывает существование идеальных ненапряженных границ раздела между участвующими фазами. . Более того, утверждается, что энергия в переходном слое сильно возрастает с увеличением отклонения λ ₂ от 1. Следовательно, соблюдение этого чисто геометрического условия может снизить функциональную и структурную усталость и существенно повлиять на гистерезис ⁴⁸ за счет устранения напряженных границ раздела во время фазового перехода.В конкретном случае кубической или тетрагональной структуры решетки среднее собственное значение λ ₂ может быть вычислено с помощью простого соотношения λ ₂ = a _{кубическая} / c _тетра за счет данных кристаллических решеток. Температурно-зависимые спектры XRD были многократно записаны в диапазоне от комнатной температуры (RT) до 500 ° C и с аппроксимацией по Ритвельду, что привело к изменению постоянной решетки, зависящей от температуры, которая показана на рис.. Было показано, что все видимые пики, которые не принадлежат дифрактограмме KNN, происходят от стадии нагрева (см. Дополнительный материал). Качество уточнения оценивалось в соответствии с графическим соответствием ⁶⁵ и взвешенным R-фактором профиля R _wp , который является очень прямым индексом несоответствия, который вычисляется из квадратного корня из минимизированного количества и масштабируется с взвешенные интенсивности ⁶⁶ . Можно видеть, что микроструктурные различия между KNN и KNN _ex — не единственные существенные различия между этими составами материалов.Существенные различия в постоянных решетки показывают изменение атомного масштаба с еще одной точки зрения, которая заключается в значительном уменьшении размера элементарной ячейки для KNN _ex . Это вызвано частичным заполнением вакансий, возникающих из-за недостатка щелочи. Длины ионных связей короче атомных радиусов, поэтому уменьшенный объем элементарной ячейки указывает на очень благоприятную (тесно связанную) конфигурацию. Оставшиеся вакансии, скорее всего, все еще возникают из-за дефицита щелочи или кислорода, поскольку экспериментально ни в одном из изготовленных образцов не было обнаружено дефицита ниобия (см.Дополнительная информация). Однако, что касается того факта, что положения пиков и, соответственно, размер элементарной ячейки подтверждены для KNN согласно теоретическим расчетам ⁶⁰ , заполнение вакансий не может быть здесь единственным объяснением. Предполагается, что более сложные причины, например, здесь может сыграть роль благоприятный наклон кислородных октаэдров или благоприятное расположение вакансий. На рисунке показана аппроксимация высокотемпературной фазы для показанного образца избыточного щелочного металла с рис.. Подгонка дала взвешенный R-фактор профиля R _wp , равный R _wp = 6,45, в то время как положения атомов были фиксированными. С учетом этого и небольшой разностной кривой результаты очень хорошо согласуются с данными измерений (вставка на рис.). Предлагаемые пространственные группы: Amm 2 при комнатной температуре, Pmm 4 в тетрагональной фазе и Pm — 3 m для кубической фазы, как показано в соответствующих областях диаграммы (рис.). Эти пространственные группы выбраны в соответствии с теоретическими расчетами симметрии мод ⁶⁰ и фазовой диаграммой Ahtee & Glazer ⁶² . Дополнительное описание подгоночных параметров можно найти в разделе «Методы», а результат подгонки для KNN представлен в дополнительном материале. В результате хорошего согласия между модельными и экспериментальными данными параметры подгонки, полученные для KNN, были использованы в качестве отправной точки для всех других образцов ( R _wp = 5.71). Процедура позволяет определять постоянные решетки, которые можно использовать для вычисления средних собственных значений λ ₂ , как упоминалось ранее (рис.). Различия в гистерезисе правильно описываются теорией совместимости, и особенно стоит отметить, что тетрагональность сильно возрастает при фазовом переходе от ромбической к тетрагональной, тогда как λ ₂ улучшается и скрытая теплота увеличивается (см. Приложение).Тем не менее, значения λ ₂ в целом очень близки к 1, и на этом этапе теория подчиняется ограничениям микроструктуры.

Результаты определения, уточнения и совместимости температурно-зависимых постоянных решетки. ( a ) Слева: изменение постоянных решетки в зависимости от температуры в KNN и наиболее эффективном образце KNN _ex соответственно. Справа: результаты аппроксимации области фазового перехода от тетрагональной к кубической фазе.( b ) Результаты уточнения Ритвельда для образца KNN _ex , показанные на ( a ), и увеличенные изображения подгонки для ориентаций (100) и (110). ( c ) Корреляция теплового гистерезиса и фазовой совместимости (λ ₂ ) для KNN и KNN _ex .

Что касается усталостных характеристик, прогнозируемое улучшение ясно видно уже после нескольких термических циклов (рис.). Термоциклирование выполнялось с помощью дифференциального сканирующего калориметра.Показанные циклы были измерены при 10 K / мин линейных изменениях, чтобы дать возможность детального анализа, в то время как циклы между ними были проведены в условиях ускоренного разрушения (50 K / мин линейных изменений). Увеличение объемной энергии, связанная с этим деформация и более высокая вероятность необратимой деформации для более низкого значения λ ₂ в KNN распознаются как выраженная разница в гистерезисе. Можно предположить, что это происходит из того факта, что микроструктурные эффекты накладываются здесь на все другие эффекты, например, геометрическое соответствие участвующих фаз.В частности, более мелкие зерна приводят к большему количеству переходных слоев, которые, следовательно, будут накапливаться в этих областях независимо от совпадения или несоответствия. В простейшем случае это означает повышенную вероятность несоответствия и образования дефекта. И это еще не единственный недостаток неоднородности зерна. Помимо различных температур перехода, существует повышенная вероятность несоответствия во взаимосвязях между этими мелкими и крупными зернами и, конечно же, большая диффузия по границам зерен.Для KNN _ex , который лучше соответствует предсказаниям теории совместимости в отношении однородной микроструктуры, образец со значением λ ₂ , близким к 1, не показывает видимой усталости после термоциклирования. Напротив, образец KNN показывает видимую усталость всего после 40 циклов. Эти комбинированные эффекты размера зерна и совместимости также отражаются на электронных характеристиках материала (рис.). Меньшие размеры зерен и особенно микроструктурная неоднородность демонстрируют ухудшенный диэлектрический отклик, что согласуется с другими исследованиями ⁶⁷ .С другой стороны, большие, однородно распределенные зерна вызывают улучшение электрических характеристик, например суженный гистерезис для KNN _ex , который соответствует уменьшенному объему требуемой входной работы в приложении, например электрокалорийный эффект. Кроме того, KNN _ex демонстрирует улучшенные свойства насыщения и может быть проверен, несмотря на очень низкую плотность. Предполагается, что микроструктурная неоднородность препятствует легкому выравниванию векторов поляризации из-за несоответствия на границах зерен, что вызывает электрические потери, особенно на низких частотах.Если образец действительно соответствует условиям совместимости с точки зрения однородности микроструктуры, можно добиться значительных улучшений. Хотя значение диэлектрической проницаемости ε невелико, только контроль морфологии порошка смог дать увеличение в 4 раза без необходимости сложного легирования. Следовательно, можно сделать вывод, что улучшение функциональных свойств происходит из-за эффекта размера зерна: более крупные зерна и более однородная микроструктура вызывают это значительное изменение свойств материала, а не технология обработки и плотность материала.Соответственно, сохраняющаяся низкая плотность (плохая спекаемость) в первую очередь контролируется с помощью диэлектрических потерь tan δ (рис.), Которые являются единственной характеристикой материала, которая не улучшается в этих экспериментах ни одним из применяемых средств. Во-вторых, низкая плотность влияет на диэлектрическую проницаемость ε и спонтанную поляризацию P _S , что можно распознать по низким значениям для ε и P _S даже в шкаф КНН _экс .Низкая плотность приводит к небольшому общему дипольному моменту, поскольку доступно меньше диполей, а ток утечки увеличивается. Отмечается, что эксперименты по использованию спекающих добавок оказались многообещающими, например, добавление CuO ³⁹ и Fe ₂ O ₃ ^{68 , 69} .

Улучшение функциональных свойств. ( a ) Термоциклирование анализируемой объемной керамики KNN и KNN _ex с увеличенным пиком фазового перехода (вставка) показывает повышенную циклическую стабильность для KNN _ex после 40 термических циклов.Представленные циклы выполнялись при линейных изменениях температуры 10 К / мин, а циклы между ними выполнялись при ускоренных линейных изменениях температуры 50 К / мин. Электрические характеристики включают в себя диэлектрический гистерезис, зарегистрированный при 2 кВ / мм ( b ), диэлектрическую проницаемость ε ( c ) и коэффициент диэлектрических потерь tan δ ( d ), данные для частотной развертки от 0 до 80. кГц.

Заключение

В этой работе было выявлено, что аномальный рост зерна произошел от порошков-предшественников, и было показано, что даже в простых условиях аномальный рост зерна может быть подавлен.Наиболее важно то, что соотношение между продолжительностью помола и продолжительностью обжига должно быть очень высоким, т.е. продолжительность помола должна быть очень большой по сравнению с продолжительностью обжига. Во-вторых, процедуру нужно повторить, чтобы процесс аномального роста зерна стал самоускоряющимся. Чем больше появляется аномальных зерен, тем больше будет последовательно развиваться изменение свободной энергии края. Следовательно, порошок прекурсора необходимо измельчать в течение длительного времени, по крайней мере, 24 ч при адекватной скорости вращения, чтобы обеспечить гомогенизацию размеров зерен после каждого прокаливания, чтобы нивелировать обусловленное температурой неравенство между элементами А-участка, калием и натрием.На основе анализа DLS и SEM можно продемонстрировать, что это успешное подавление аномального роста зерен является причиной резкого улучшения характеристик материала с точки зрения однородности микроструктуры и что это может быть достигнуто только за счет контроля морфологии порошка. Следует отметить, что достигнутое улучшение является чрезвычайно высоким в связи с тем, что оно зависит только от управления технологическим процессом без добавления сложных сплавов к синтезированному KNN. Кроме того, прогнозы качества образца могут быть сделаны на основе анализа морфологии порошка, поскольку свойства зерен KNN в порошке отражаются на всех последующих этапах.Однородное распределение зерен по размерам в порошке напрямую приводит к однородному распределению зерен по размерам в спеченном массивном материале, и на свойства материала в наномасштабе трудно повлиять эффективно в ретроспективе. Этот эффект размера зерна возникает из-за кальцинированного порошка, а не из-за процесса спекания, который с большей вероятностью влияет на плотность и общий рост размера зерна. Кроме того, подавление аномального роста зерна вызывает значительное улучшение большинства функциональных свойств по сравнению с электронными и калорическими приложениями.Здесь положительные эффекты контроля морфологии порошка варьируются от повышенной диэлектрической проницаемости и сужения гистерезиса до минимизации усталости и увеличения скрытой теплоты. Однако все это достигается более или менее независимо от плотности материала, которую еще предстоит улучшить.

Методы

Все представленные образцы были изготовлены в соответствии с традиционным твердотельным способом. Использованные порошки прекурсоров Na ₂ CO ₃ (ROTIMETIC 5 N, безводный, Carl Roth), K ₂ CO ₃ (ROTIMETIC 4 N5, Carl Roth), Nb ₂ O ₅ (4N, Sigma-Aldrich) были получены от Carl Roth и Sigma-Aldrich.Все порошки сушили при 200 ° C в течение 10 минут перед использованием и измельчали ​​на шаровой мельнице в тиглях из оксида алюминия, заполненных гексаном (130–150 об / мин, мин. 24 ч). Затем порошки прокаливали (850–900 ° C) в течение 6 ч, и процедура повторялась для обоих этапов. После третьего этапа измельчения прокаленные порошки смешивали с 3 мас.% Поливинилового спирта (ПВС) и оставляли сушиться в сушильной печи (80 ° C, 24 часа). Затем порошки просеивали через сито 125 мкм и прессовали в сырые тела (диски) диаметром d = 10 мм и различной толщины.Процедура спекания варьировалась по продолжительности и температуре (1060–1130 ° C, 6–24 ч) и давала спеченные керамические таблетки. Для определения структурных свойств XRD-измерения были выполнены с использованием рентгеновского дифрактометра Rigaku SmartLab 9 кВ с излучением CuK _α (λ = 1,5406Å), и полученные дифрактограммы были подогнаны с помощью программы TOPAS-Academic V6 от Coelho Software с использованием уточнения Ритвельда. метод ⁷⁰ . Для описания формы пика использовалась симметричная функция профиля пика Томпсона-Кокса-Гастингса псевдо-Фойгта (TCHZ) и выбранные параметры i.е. Уровень фона, масштабный коэффициент, смещение образца, параметры решетки и предпочтительная ориентация (необязательно) уточнялись итеративно. Поправка на асимметрию пиков была применена в соответствии с Finger et al . и коллег ⁷¹ для учета осевого расхождения. Кроме того, теоретическая плотность была получена уточнением по Ритвельду. Для исследования микроструктуры образцов использовался растровый электронный микроскоп Carl Zeiss SUPRA 55VP. Термический анализ и циклирование были выполнены с помощью дифференциального сканирующего калориметра NETZSCH DSC 204 F1 Phoenix и программного обеспечения NETZSCH Proteus 7.1.0. Что касается анализа, тепловой гистерезис Δ T был рассчитан с использованием уравнения ΔT = 1/2 (Ts, i + Tf, i) — (Ts, t + Tf, t)), где начало (обозначено s) и конечные (обозначенные f) температуры участвующих фаз T _{s, i} , T _{f, i} (начальная фаза), T _{s, t} и T _{f, t} (преобразованная фаза) были получены с помощью применение касательного метода. Электрические характеристики были выполнены с помощью анализатора импеданса Agilent Technologies 4294 A для измерения ε и tan δ, а система двухлучевого лазерного интерферометра aixACCT aixDBLI использовалась для регистрации петель гистерезиса P-E.Определение размеров частиц порошка проводили в этаноле с использованием анализатора размера частиц Beckman Coulter DelsaNano C. Плотность образцов определялась по соотношению ρ = м / V , где ρ — плотность, m — масса образца, V — объем образца.

Дополнительная информация

Благодарности

Мы благодарим доктора Зёнке Цисмера за введение в измерения DLS и обсуждение результатов.Кроме того, мы благодарим Джастина Джеттера за предоставленный сценарий для определения λ ₂ и благодарим доктора Кристиан Зампони за анализ SEM. Благодарим Немецкого исследовательского фонда (DFG) за финансирование проекта Рейнхарта-Козеллека (номер гранта 313454214).

Вклад авторов

P. P.-G. и E.Q. подготовил рукопись П. П.-Г. изготовили и проанализировали все образцы. Н.С. предоставил установку для измерения DLS. E.Q. руководил П. П.-Г. Все авторы обсудили результаты и прокомментировали рукопись.

Доступность данных

Данные, подтверждающие выводы этого исследования, можно получить у соответствующего автора по разумному запросу.

Конкурирующие интересы

Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих интересов.

Сноски

Примечание издателя Springer Nature сохраняет нейтралитет в отношении юрисдикционных претензий на опубликованных картах и ​​сведений об учреждениях.

Дополнительная информация

доступна для этой статьи по адресу 10.1038 / s41598-019-56389-9.

Ссылки

4. Директива 2011/65 / EU Европейского парламента и Совета об ограничении использования определенных опасных веществ в электрическом и электронном оборудовании. Официальный журнал Европейского Союза , 54 , 88–110 (2011).

6. Кутняк, З., Рожич, Б., Пирц, Р. Электрокалорический эффект: теория, измерения и приложения. Энциклопедия электротехники и электроники Wiley , 1–19; 10.1002 / 047134608x.w8244 (2015).

8.Йона Ф. и Ширан Г. Сегнетоэлектрические кристаллы. Оксфорд: Pergamon Press (1962).

23. Цзян, К., Тиан, X. и Ши, Г. Пьезоэлектрическая керамика K0.5Na0.5NbO3 и ее композиты, изготовленные из гидротермальных порошков. Материалы 4-й Международной конференции по датчикам, мехатронике и автоматизации 2016 г. (ICSMA 2016) ; 10.2991 / icsma-16.2016.58 (2016).

35. Thong, H.C. et al. . Аномальный рост зерен в бессвинцовых пьезокерамических порошках на основе (K, Na) NbO 3. Журнал Американского керамического общества , 10.1111 / jace.16070 (2018).

54. Акер, Дж., Кунгл, Х. и Хоффманн, М. Дж. Влияние избытка щелочи и ниобия на спекание и микроструктуру ниобата натрия-калия (K0,5Na0,5) NbO3. Журнал Американского керамического общества , 10.1111 / j.1551-2916.2010.03578.x (2010).

63. Бхаттачарья, К. Микроструктура и мартенсит: почему он образуется и как вызывает эффект памяти формы. (Издательство Оксфордского университета, 2003 г.).

66. Янг Р. А. Метод Ритвельда . (Издательство Оксфордского университета, 2000).

— HCPSS

Программа HCPSS Pre-K — это высококачественная программа подготовки дошкольного возраста продолжительностью полдня.К 1 сентября 2021 года учащимся должно исполниться четыре года, чтобы их можно было зачислить осенью 2021 года. Комплексная учебная программа, преподаваемая сертифицированным персоналом, поддерживает раннее обучение и готовность к школе и дает опыт, который способствует академическому, социальному, эмоциональному и физическому развитию детей.

Имеет ли мой ребенок право на участие в программе?

К 1 сентября ученикам должно быть четыре года.

Департамент образования штата Мэриленд требует, чтобы программа Pre-K была доступна в первую очередь учащимся, которые соответствуют критериям первого приоритета: имеющим право на доход, бездомным и приемным семьям.

В настоящее время семьи, отвечающие критериям первого приоритета, сначала помещаются в Pre-K, а соискатели второго приоритета помещаются в список ожидания до середины августа. В это время Управление программ для детей младшего возраста рассмотрит зачисление в школу и наличие мест, чтобы определить, могут ли претенденты со вторым критерием приоритета рассматриваться для зачисления в Pre-K.

Как подать заявку?

Родители / опекуны будущих учеников Pre-K теперь будут иметь два варианта подачи заявления на Pre-K и начала процесса зачисления.

Вариант 1

1. Родители / опекуны подают заявление Pre-K по электронной почте или в USPS для принятия решения на основе руководящих принципов приемлемости.
2. В случае принятия, родитель (и) / опекун (и) могут начать процесс регистрации онлайн и загрузить свое письмо о принятии программы в качестве подтверждения дохода.

Вариант 2

1. Родители / опекуны начинают процесс онлайн-регистрации.
2. Как только родители / опекуны отправляют свою информацию и документацию через онлайн-портал, их информация попадает в школьную очередь, чтобы определить, соответствуют ли учащиеся критериям первоочередности.

Где будет учиться мой ребенок?

HCPSS Pre-K доступны только в определенных школах. Учащийся Pre-K будет посещать школу, в которую он записан. После этого учащийся будет посещать детский сад в его / ее регулярно определяемой школе, независимо от того, где он / она посещали Pre-K.

Медицинская документация

Если они одобрены для участия в программе, родители будущих учеников подготовительного класса должны заполнить все требования к медицинской документации для своего ученика.

Сюда входят физические доказательства иммунизации и исследования крови на свинец. Учащиеся должны пройти контрольный тест перед зачислением в программу подготовки к подготовительному детскому саду.

Заполните медицинские анкеты и узнайте больше о медицинских услугах →

Узнайте, как программы для детей младшего возраста помогают заложить прочную основу для будущих возможностей обучения учащихся.