Otrzymywanie i w a ciwo ci BaBi 2 Nb 2 O 9 o strukturze typu Aurivilliusa

Transkrypt

1 MATERIA Y CERAMICZNE /CERAMIC MATERIALS/, 64, 4, (2012), Otrzymywanie i w a ciwo ci BaBi 2 Nb 2 O 9 o strukturze typu Aurivilliusa MA GORZATA ADAMCZYK 1 *, KATARZYNA OSI SKA 1, LUCJAN KOZIELSKI 1, MARIAN PAWE CZYK 2 1 Uniwersytet l ski, Wydzia Informatyki i Nauki o Materia ach, Sosnowiec, ul. nie na 2 2 Wy sza Szko a Technologii Informatycznych, Katowice, ul. Mickiewicza 29 * malgorzata.adamczyk-habrajska@us.edu.pl Streszczenie BaBi 2 Nb 2 O 9 (BBN) jest materia em ferroelektrycznym, którego interesuj ce w a ciwo ci wynikaj zarówno ze sk adu chemicznego, jak i ze specy cznej struktury typu Aurivilliusa. Te wielowarstwowe struktury wykazuj wiele zalet w porównaniu do jednowarstwowej struktury typu perowskitu charakterystycznej dla wielu materia ów ferroelektrycznych. Mo na w ród nich wyró ni wi ksz anizotropi w a ciwo ci, wysokie sta e spr ysto ci oraz wi ksz wytrzyma o. Proszki BBN zosta y uzyskane przy u yciu metody zol- el, a nast pnie zag szczone dwoma sposobami: poprzez swobodne spiekanie oraz prasowanie na gor co. Mia o to na celu okre lenie wp ywu parametrów tych procesów na struktur oraz podstawowe w a ciwo ci otrzymanych materia ów takie jak g sto, stechiometria i mikrostruktura oraz zwi zane z nimi w asno ci dielektryczne. Finalna analiza porównawcza efektywno ci obu zastosowanych metod stanowi kryterium ich aplikacji. S owa kluczowe: relaksory ferroelektryczne, struktura Aurivilliusa, metoda zol- el MANUFACTURING AND PROPERTIES OF BaBi 2 Nb 2 O 9 OF AURIVILLIUS STRUCTURE BaBi 2 Nb 2 O 9 (BBN) is a ferroelectric material which possesses many interesting properties, that are a consequence of not only its chemical composition, but also speci c structure. Multilayer perovskite structures of Aurivilius type, to that BBN belongs, overweight the monolayer ones with better anisotropy, higher values of mechanical elastic coef cients and higher strength. Ceramics powders obtained in our experiment were produced taking advantage from the sol-gel method, and were densi ed with two methods, namely conventional pressureless sintering and hot pressing. Our main point was to make comparative analysis of chosen sintering routes on key BBN ceramics properties such as density, stoichiometry and microstructure and consequent dielectric properties to nal application connected conclusions. Keywords: Ferroelectric relaxor, Aurivillius structure, Sol-gel method 1. Wst p Prekursorem bada potrójnego tlenku baru, bizmutu i niobu, BaBi 2 Nb 2 O 9, by E.C. Subbarao, który w swojej pracy z 1962 roku przedstawi temperaturowe charakterystyki przenikalno ci dielektrycznej tego zwi zku [1]. Na podstawie uzyskanych wyników stwierdzi, e w materiale tym w temperaturze oko o 200 C ma miejsce silnie rozmyte przej cie fazowe. Smole ski przypuszcza, e jest ono konsekwencj nieporz dku w sieci krystalicznej spowodowanego cz - ciow, wzajemn zamian kationów Ba 2+ i Bi 3+ - kationy bizmutu podstawiaj si w miejsce kationów baru w komórce perowskitu, które w konsekwencji zajmuj wolne miejsca w warstwach Bi 2 O 2 [2]. Ponad 30 lat pó niej Blade i in. stosuj c metod Rietvelda do analizy danych neutronogra- cznych fazy BBN wykazali s uszno teorii Smole skiego i oszacowali ilo jonów wbudowanych w warstwy Bi 2 O 2 na oko o 13,4% [3]. Warto ta zosta a pó niej zakwestionowana przez Imunandara, który podaje, e do warstw Bi 2 O 2 wbudowuje si od 15% do 20% dwudodatnich jonów Ba w zale no ci od historii termicznej próbki [4]. Nieporz dek sieci krystalicznej jest przyczyn mikroskopowych dystorsji i prowadzi do pojawienia si lokalnych nanoobszarów polarnych [5]. Obecno takich obszarów rzutuje na w a ciwo ci omawianego zwi zku, w g ównej mierze na w a ciwo ci dielektryczne, i prowadzi do pojawienia si cech charakterystycznych dla ferroelektrycznych relaksorów (FR), mi dzy innymi silnej dyspersji cz stotliwo ciowej maksymalnych warto ci cz ci rzeczywistej i urojonej przenikalno ci elektrycznej. Mo liwo sterowania wspomnianym nieporz dkiem sprowadza si w g ównej mierze do mo liwo ci sterowania zawarto ci baru i bizmutu w próbce i jest ona jednoznaczna z mo liwo ci zmian w a ciwo ci relaksorowych danej próbki. Istotn rol w takim dzia aniu odgrywa technologia. Wi kszo prac dotycz cych zwi zku BBN prezentuje rezultaty bada materia ów otrzymanych konwencjonaln metod reakcji w ciele sta ym z wykorzystaniem tlenków i w glanów powi zanej zazwyczaj ze spiekaniem. Autorzy pracy [6] dowiedli, e zmiany temperatury spiekania, powoduj c znacz ce zmiany zarówno w mikrostrukturze, jak i w sposobie wbudowywania si jonów baru w sie krystaliczn, prowadz do znacz cych zmian w a ciwo ci 468

2 OTRZYMYWANIE I W A CIWO CI BaBi 2 Nb 2 O 9 O STRUKTURZE TYPU AURIVILLIUSA charakterystycznych ferroelektrycznych relaksorów. Pojawia si zatem pytanie: który proces - wzajemne podstawienia kationów czy zmiana wielko ci ziaren - silniej wp ywa na zmian w a ciwo ci materia u? Problem ten mo na rozwi za wytwarzaj c materia y o kontrolowanej mikrostrukturze i okre lonej strukturze. Jednym ze sposobów kontrolowania mikrostruktury jest u ycie proszków o stosunkowo niewielkich rozmiarach ziaren (nanometrycznych lub submikronowych) i w skim ich rozrzucie, jak równie stosowanie ró nych technik zag szczania, w tym prasowania na gor co. Jednym ze sposobów uzyskania tego typu proszków jest metoda zol- el. Metoda ta zosta a po raz pierwszy zastosowana na pocz tku lat siedemdziesi tych ubieg ego stulecia i czy w sobie dwie wa ne, z punktu widzenia niniejszej pracy, cechy. Z jednej strony pozwala ona na uzyskanie proszków ceramicznych charakteryzuj cych si wysoka czysto- ci chemiczn i jednorodno ci [7], co w efekcie ko cowym prowadzi do uzyskania ceramiki o stechiometrii zbli onej do teoretycznie zak adanej, z drugiej strony pozwala kontrolowa rozmiar i kszta t ziaren [8, 9]. Celem pracy by o otrzymanie metod zol- el proszków BaBi 2 Nb 2 O 9 o stechiometrii zbli onej do teoretycznej, uzyskanie z nich g stych spieków o kontrolowanej mikrostrukturze metod spiekania swobodnego i spiekania pod ci nieniem oraz zbadanie podstawowych w a ciwo ci dielektrycznych. 2. Eksperyment Prekursorami BaBi 2 Nb 2 O 9 w niskotemperaturowej syntezie metod zol- el by y wysokiej czysto ci zwi zki metaloorganiczne: octan baru, octan bizmutu oraz etanolan niobu, za jako rozpuszczalników u yto glikolu etylenowego oraz methoxyetanolu (wszystkie odczynniki o klasy kacji 99,9% Sigma Aldrich). Zwa one w odpowiednim stosunku stechiometrycznym octany baru i bizmutu rozpuszczono w glikolu etylenowym. Tak powsta y roztwór ogrzano pod ch odnic zwrotn do temperatury 120 C, mieszano w tej temperaturze przez jedn godzin do ca kowitego rozpuszczenia si sk adników, po czym roztwór och odzono do temperatury pokojowej. Odwa on stechiometryczn ilo etanolanu niobu rozpuszczono w methoxyetanolu. Otrzymany roztwór mieszano w temperaturze pokojowej przez pó godziny przy u yciu mieszad a magnetycznego. Kolejnym etapem by o po czenie roztworów baru i bizmutu z roztworem niobu oraz dalsze, dwugodzinne mieszanie w temperaturze pokojowej przy u yciu mieszad a magnetycznego. W wyniku reakcji syntezy powsta kompleks alkoholanów oraz octan butylu jako produkt uboczny. Powsta y alkoholanowy kompleks metali by ma o stabilny. Dlatego te dodano do roztworu acetyloaceton, nale cy do grupy -diketonów, pe ni cy rol czynnika stabilizuj cego i chelatuj cego. Tak powsta y roztwór poddano hydrolizie dodaj c wody destylowanej. W wyniku serii reakcji hydrolizy powsta hydrozol, który pozostawiono do elowania w temperaturze pokojowej. Wskutek parowania i zwi zanego z nim zwi kszania wzajemnego oddzia ywania miedzy cz steczkami zolu, uk ad koloidalny straci swoj p ynno i przeszed w hydro el. el ten zosta poddany procesowi suszenia w temperaturze pokojowej, a nast pnie trzygodzinnej kalcynacji w temperaturze 700 C. Otrzymany w ten sposób proszek ucierano przez pó godziny w mo dzierzu, a nast pnie mielono przez 24 h na mokro z dodatkiem alkoholu etylowego i mielników cyrkoniowych w m ynie planetarnym. Po zako czeniu mielenia proszek zosta wysuszony w 70 C przez 12 h. Proces zag szczania otrzymanego proszku odbywa si dwoma sposobami. W pierwszym z nich proszek zaprasowano jednoosiowo pod ci nieniem 60 MPa w dyski o rednicy 10 mm i wysoko ci 3 mm. Gotowe wypraski spiekano swobodnie przez 6 h w 1100 C. Drugim sposobem by o prasowanie na gor co w korundowej matrycy i atmosferze powietrza przez 6 h w 1060 C. Tak otrzymane materia y zosta y poddane rentgenowskiej analizie dyfrakcyjnej przy u yciu dyfraktometru rmy Siemens ( - ) D 5000 o wysokiej rozdzielczo ci z monochromatorem gra towym i promieniowaniem CoK, stosuj c czas zliczania impulsów t = 2 s i krok przesuwu licznika 2 = 0,01. Analiz obrazów dyfrakcyjnych, zarówno pod wzgl dem strukturalnym jak i sk adu fazowego, przeprowadzono przy pomocy programu komputerowego DHN Powder Diffraction System ver.2.3. Obserwacji mikrostruktury prze- amów obu spieków dokonano przy pomocy skaningowego mikroskopu elektronowego typu JSM-5410 rmy JEOL. W sk ad tego mikroskopu wchodzi mikroanalizator rentgenowski (EDS) typu ISIS-300 rmy Oxford Instruments, pomocny w okre leniu sk adu chemicznego badanych zwi zków. Badania dielektryczne spieków przeprowadzone zosta y przy u yciu analizatora impedancji typu HP 4192A. 3. Wyniki i dyskusja Rentgenowska analiza dyfrakcyjna wykaza a, e otrzymane materia y bez wzgl du na sposób ich zag szczania by y jednofazowe, na dyfraktogramach zarejestrowano wy- cznie linie pochodz ce od fazy BaBi 2 Nb 2 O 9. Porównanie otrzymanych dyfraktogramów z dyfraktogramem wzorcowym (karta w bazie ICDD nr , karta w bazie ICSD nr 20666) bezspornie wiadczy o tym, e otrzymane materia- y charakteryzuj si prawid ow, zgodn z wzorcem, struktur krystaliczn. Obserwacje mikrostruktury prowadzone przy u yciu skaningowego mikroskopu elektronowego wskazuj, e w przypadku próbek spiekanych swobodnie rozmiar i kszta t ziaren jest porównywalny do rozmiaru i kszta tu ziaren materia u uzyskanego w wyniku konwencjonalnego spiekania swobodnego mieszaniny tlenków i w glanów [10] (Rys. 1). Zarówno w ca ym badanym obszarze próbki, jak i w poszczególnych, statystycznie wybranych ziarnach wykonana zosta a mikroanaliza rentgenowska. Zawarto ci procentowe poszczególnych pierwiastków wynosi y: Ba 18,31%, Bi 40,13% i Nb 41,56%. Zaprezentowane wyniki s zbie ne z wynikami otrzymanymi w przypadku materia ów wytworzonych konwencjonaln metod mieszania tlenków i w glanów i zag szczania tak powsta ej mieszaniny metod prasowania na gor co [11]. Znaczne ró nice w mikrostrukturze pojawiaj si dopiero w przypadku materia u prasowanego na gor co (Rys. 2. Ziarna s wyra nie mniejsze, dobrze upakowane, co owocuje du warto ci g sto ci wynosz c 7,15 g cm 3 (pomiar metod Archimedes, co stanowi oko o 98% g sto ci teoretycznej. Ziarna w tym spieku w przewa aj cej cz ci MATERIA Y CERAMICZNE /CERAMIC MATERIALS/, 64, 4, (2012) 469

3 M. ADAMCZYK, K. OSI SKA, L. KOZIELSKI, M. PAWE CZYK Rys. 1. Obraz SEM prze amu spieku BaBi 2 Nb 2 O 9 otrzymanego z proszku syntezowanego metod zol- el i spiekanego swobodnie w 1100 C. Fig. 1. SEM image of BaBi 2 Nb 2 O 9 sintered body obtained from powder prepared by sol-gel method and pressureless sintered at 1100 C. posiadaj kszta ty izometryczne, jednak pewna, nieznaczna ich liczba ma kszta t wyd u ony. Tak wyra ne zmiany w kszta cie ziaren sugeruj zró nicowany ich sk ad chemiczny, o czym wiadcz wyniki bada prezentowane mi dzy innymi w pracy [12]. Maj c na uwadze do wiadczenia innych autorów przeprowadzono obserwacje SEM w widmie elektronów wstecznie rozpraszanych (ang. backscattered electron compositional image BEI COMPO). Obraz powierzchni uzyskany t metod ujawni, e istniej istotne ró nice w sk adzie chemicznym ziaren o kszta cie izometrycznym i wyd u onym (Rys. 2. Wyniki spektralnej analizy rentgenowskiej EDS wykonanej w ca ym badanym obszarze oraz w poszczególnych rodzajach ziaren zebrane zosta y w Tabeli 1. Tabela 1. Zawarto ci pierwiastków oznaczone metod EDS w wyró nionych miejscach mikrostruktury spieku BaBi 2 Nb 2 O 9 prasowanego na gor co w 1060 C. Table 1. Elementary composition of distinguished places of microstructure of BaBi 2 Nb 2 O 9 hot pressed at 1060 C. Zawarto pierwiastków [% mol.] Ba Bi Nb nominalna powierzchnia próbki 19,3 40,3 40,5 ziarno izometryczne 18,9 42,8 38,3 ziarno wyd u onego 31,7 8,9 59,4 Rys. 2. Mikrostruktura spieku BaBi 2 Nb 2 O 9 otrzymanego z proszku syntezowanego metod zol- el i prasowanego na gor co w 1060 C: obraz uzyskany w technice SEI, obraz uzyskany technik BEI COMPO. Fig. 2. Microstructure of BaBi 2 Nb 2 O 9 ceramics obtained from powder prepared by sol-gel method and hot pressed at 1060 C: SEI image, BEI COMPO image. Zaprezentowana w Tabeli 1 procentowa zawarto pierwiastków odnosz ca si do ca ej badanej powierzchni jednoznacznie wskazuje, e po czenie metody zol- el z prasowaniem na gor co pozwoli o zachowa prawie idealn stechiometri. Tym niemniej, dok adniejsza analiza ziaren o zró nicowanych kszta tach potwierdzi a wcze niejsze przypuszczenia. Ziarna o wyd u onym kszta cie wykazuj znacznie mniejsz ni nominalna zawarto bizmutu, przy czym stosunek baru do niobu (Ba/Nb = 0,53) pozostaje bliski warto ci teoretycznej wynosz cej 0,5, co wskazuje na to, e zawarto tych pierwiastków jest zgodna z teoretyczn. Porównuj c wyniki otrzymane dla ca ej badanej powierzchni oraz dla poszczególnych rodzajów ziaren nasuwa si pytanie, gdzie znajduje si brakuj cy bizmut? Wyniki analizy EDS wskazuj, e wbudowuje si on z niewielkim nadmiarem w ma e ziarna. Wykazane zró nicowanie mikrostrukturalne i chemiczne ma odzwierciedlenie we w a ciwo ciach dielektrycznych badanej ceramiki. Na kolejnym wykresie (Rys. 3) zaprezentowano charakterystyki temperaturowe cz ci rzeczywistej przenikalno ci elektrycznej i tangensa k ta strat zmierzone dla ceramiki spiekanej swobodnie z proszków ceramicznych przy kilku cz stotliwo ciach pola pomiarowego z zakresu 1 MHz. Ich przebieg nie odbiega od charakteru obserwowanego w przypadku materia ów uzyskanych metod konwencjonaln [10]. Na przedstawionych zale no- ciach (T) zauwa alne s dwa typy dyspersji. Pierwszy z nich zwi zany jest z rozmytym maksimum przenikalno- ci elektrycznej wyst puj cym w temperaturze T m. Wraz ze wzrostem cz stotliwo ci pola pomiarowego warto maksymalna przenikalno ci elektrycznej maleje, a temperatura T m przesuwa si w stron wy szych warto ci. Jest to jedno z typowych zachowa obserwowanych w ferroelektrycznych relaksorach. Drugi typ dyspersji jest dyspersj niskocz stotliwo ciow obserwowan w wysokotemperaturowej 470 MATERIA Y CERAMICZNE /CERAMIC MATERIALS/, 64, 4, (2012)

4 OTRZYMYWANIE I W A CIWO CI BaBi 2 Nb 2 O 9 O STRUKTURZE TYPU AURIVILLIUSA przenikalno elektryczna ` przenikalno elektryczna ` ,25 0, ,20 0,20 tg 0,15 0,10 tg 0,15 0,10 0,05 0,05 0, Rys. 3. Zale no temperaturowa sk adowej rzeczywistej przenikalno ci elektrycznej ( oraz tangensa k ta strat dielektrycznych ( dla BaBi 2 Nb 2 O 9 otrzymanego z proszku syntezowanego metod zol- el i spiekanego swobodnie w 1100 C, uzyskana dla wybranych cz stotliwo ci pola pomiarowego. Fig. 3. Temperature dependences of real ( and imaginary ( parts of permittivity measured at selected frequencies of measuring eld for BaBi 2 Nb 2 O 9 ceramics obtained from powder prepared by sol-gel method and pressureless sintered at 1100 C. fazie paraelektrycznej. W porównaniu z materia em uzyskanym konwencjonaln metod spiekania z tlenków i w glanów dyspersja ta jest mniejsza, co wiadczy o mniejszym stopniu zdefektowania próbki [11]. Do opisu zale no ci T m (f) u yto formu y Vogela-Fullera: E a f 0 f exp (1) k (Tm Tf ) gdzie: T m temperatura maksimum, T f temperatura zamra- ania, E a energia aktywacji zwi zana z mechanizmem odwracania momentów dipolowych, f 0 czynnik przedeksponencjalny oraz k sta a Boltzmana. Wyznaczone z tych pomiarów parametry charakterystyczne dla ferroelektrycznych relaksorów, a wi c E a i T f, zosta y zebrane w Tabeli 2. Charakter zale no ci temperaturowej k ta strat zmierzonego dla poszczególnych cz stotliwo ci pola pomiarowego nie odbiega od typowego dla ferroelektrycznych relaksorów wraz ze wzrostem cz stotliwo ci pola pomiarowego wzrasta maksymalna warto tg, a odpowiadaj ca jej temperatura przesuwa si ku wy szym warto ciom. 0, Rys. 4. Zale no temperaturowa rzeczywistej sk adowej przenikalno ci elektrycznej ( oraz tangensa k ta strat dielektrycznych ( dla BaBi 2 Nb 2 O 9 otrzymanego z proszku syntezowanego metod zol- el i prasowanego na gor co w 1060 C, uzyskana dla wybranych cz stotliwo ci pola pomiarowego. Fig. 4 Temperature dependences of the real (a.) and imaginary (b.) parts of permittivity measured at selected frequencies of the measuring eld for BaBi 2 Nb 2 O 9 ceramics obtained from the powder prepared by sol-gel method and hot pressed at 1060 C. Zupe nie inaczej wygl daj natomiast temperaturowe charakterystyki sk adowej rzeczywistej przenikalno ci elektrycznej i tangensa kata strat dla materia u zag szczanego metod prasowania na gor co (Rys. 4a i 4. Przede wszystkim znacznemu obni eniu uleg a maksymalna warto sk adowej rzeczywistej przenikalno ci elektrycznej. Zachowanie to mo e by zwi zane ze znacznym zmniejszeniem rozmiarów ziaren [13]. Ponadto w przypadku tej próbki mo na zaobserwowa znaczne przesuni cie temperatury T m w kierunku ni szych warto ci w porównaniu z materia em otrzyman metoda konwencjonaln [10], przy czym dla niskich cz stotliwo ci to przesuni cie jest wi ksze ni dla wysokich. Dla porównania ró nica mi dzy temperatur T m wyznaczon dla cz stotliwo ci dla materia u otrzymanego na drodze swobodnego spiekania tlenków i w glanów oraz dla materia u otrzymanego z proszku syntezowanego metod zol- el i zag szczanego prasowaniem na gor co wynosi 18 C, podczas gdy ta sama ró nica dla cz stotliwo ci 1 MHz wynosi ju tylko 7 C. Wartym podkre lenia jest fakt, e spiek uzyskany metod prasowania na gor co charakteryzuje si znacznym wzrostem stopnia dyspersji niskocz stotliwo ciowej obserwowanej w fazie paraelektrycznej, co MATERIA Y CERAMICZNE /CERAMIC MATERIALS/, 64, 4, (2012) 471

5 M. ADAMCZYK, K. OSI SKA, L. KOZIELSKI, M. PAWE CZYK wiadczy o du ym poziomie jej zdefektowania i pozostaje w zgodno ci z wynikami mikroanalizy rentgenowskiej. Równie zachowanie si tangensa k ta strat w niskich cz stotliwo ciach (do 1 khz) w przypadku prasowanego na gor co BBN znaczne odbiega od typowego dla ferroelektrycznych relaksorów (Rys. 4. Tak e w tym przypadku z temperaturowych charakterystyk cz ci rzeczywistej przenikalno ci elektrycznej zmierzonych w wybranych cz stotliwo ciach pola pomiarowego wyznaczono zale no f(t m ) i podj to prób jej dopasowania do wspomnianej ju zale no ci Vogela-Fulchera. Uzyskane w ten sposób warto ci temperatury zamra ania, energii aktywacji oraz czynnika przedeksponencjalnego zamieszczono w Tabeli 2. Tabela 2. Parametry ferroelektryczne spiekanego konwencjonalnie i prasowanego na gor co BaBi 2 Nb 2 O 9. Table 2. Ferroelectric parameters of BaBi 2 Nb 2 O 9 ceramics pressureless sintered and hot pressed. Sposób zag szczenia E a [ev] T f [ C] f 0 [Hz] spiekanie swobodne 0,61 101,5 5, prasowanie na gor co 0,70 178,0 6, Niestety wielko ci tych parametrów znacznie odbiegaj od oczekiwanych. Spiek uzyskany w procesie prasownia na gor co charakteryzuje si stosunkowo niewielkimi rozmiarami ziaren i mo na by oby si spodziewa spadku zarówno warto ci energii aktywacji, jak i temperatury zamra ania. Obie te wielko ci wzrastaj jednak w porównaniu z materia ami uzyskanymi przy pomocy konwencjonalnej metody spiekania mieszaniny tlenków i w glanów, jak równie w porównaniu z materia em otrzymanym drog swobodnego spiekania proszków syntezowanych metod zol- el. Za takie zachowanie najprawdopodobniej odpowiedzialne s opisane powy ej niejednorodno ci mikrostrukturalne. Podzi kowanie Praca zosta a wykonana w trakcie realizacji projektu badawczego nr N N nansowanego przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wy szego. Literatura [1] 1. Subbarao E.C.: J. Phys. Chem. Solids. 23, (1962), 665. [2] 2. Smolenskii G.A., Isupov V.A., Agranovskaya A.I.: Sov. Phys. Solid State, 3, (1961), 651. [3] 3. Blake S.M., Falconer M.J., McCreedy M., Lightfood P.: J. Mater. Chem., 7, 8, (1997), [4] 4. Ismunandar, Kennedy B.J.: J. Mater. Chem.: 9, (1999), 541. [5] 5. Shimakawa Y., Kubo Y., Nakagawa Y., Goto S., Kamiyama T., Asano H., Izumi F.: Phys. Rev. B 61, (2000), [6] 6. Adamczyk M., Ujma Z., Pawe czyk M., Szymczak L., Kozielski L.: Phase Transitions; 79, 6/7, (2006), 435. [7] 7. Czekaj D.: Fabrication and study of BST based functional materials, Uniwersytet l ski, Wydawnictwo Gnome, Katowice, (2010). [8] 8. Wodecka-Du B., Lisi ska-czekaj A., Orkisz T., Adamczyk M., Osi ska K., Kozielski L., Czekaj D.: Materials Science Poland, 25, 3, (2007), 791. [9] 9. Osi ska K.: Fizyka i Chemia Metali, 15, (1998), 113. [10] 10. Adamczyk M., Ujma Z., Pawe czyk M.: J. Mater. Sci., 41, 16, (2006), [11] 11. Adamczyk M., Kozielski L., Pawe czyk M.: Ceram. Int., 34, 7, (2008), [12] 12. Ujma Z., Szymczak L., Ha derek J., Szot K., Penkalla H.J.: J. Eur. Ceram. Soc., 20, (2000), [13] 13. Martirena H.T., Burfoot J.C.: J. Phys. C.: Solid State Phys., 7, (1974), Otrzymano 24 pa dziernika 2011, zaakceptowano 17 stycznia Podsumowanie Celem niniejszej pracy by o otrzymanie spieków BaBi 2 Nb 2 O 9 o g sto ci zbli onej do teoretycznej i jak najmniejszych ziarnach. Proszki ceramiczne uzyskane przy u yciu metody zol- el by y zag szczane dwoma sposobami: poprzez swobodne spiekanie oraz prasowanie na gor co. Pierwszy sposób prowadzi do otrzymania materia ów o rozmiarach ziaren porównywalnych z materia em spiekanym swobodnie z mieszaniny tlenków i w glanów. Porównywalna jest równie stechiometria obu próbek. Znaczne zmniejszenie rozmiarów ziaren jest natomiast obserwowane w przypadku próbki zag szczanej metod prasowania na gor co. Niestety w tym wypadku pojawiaj si dwa rodzaje ziaren o odmiennej stechiometrii. Przedstawione powy ej wyniki bada oraz ich porównanie z wcze niejszymi rezultatami bezspornie wiadczy, e w przypadku ceramiki BaBi 2 Nb 2 O 9 konwencjonalna metoda spiekania mieszaniny tlenków i w glanów jest korzystniejsza nie tylko z punktu widzenia ekonomii, ale równie jako ci otrzymanego materia u. 472 MATERIA Y CERAMICZNE /CERAMIC MATERIALS/, 64, 4, (2012)