РАЗРАБОТКА ФИЗИЧЕСКИХ ОСНОВ СОЗДАНИЯ НЕТОКСИЧНЫХ СЕГНЕТО (МАГНИТО) УПОРЯДОЧЕННЫХ СРЕД С ГИГАНТСКИМ СВЧ-ПОГЛОЩЕНИЕМ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, ВЫСОКИМИ ПОКАЗАТЕЛЯМИ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ, ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ УПРАВЛЯЕМОСТИ И МУЛЬТИКАЛОРИЧЕСКОГО ЭФФЕКТА НА ОСНОВЕ ГЕТЕРОГЕННЫХ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ СРЕД (I ЭТАП)

На основе анализа научно-технической литературы, маркетинговых и патентных сведений выбраны перспективные соединения, системы твёрдых растворов, модифицирующие добавки, базовые технологии, потенциально способные обеспечить реализацию целевых свойств материала. Разработаны системы базовых принципов моделирования и атомарного конструирования нетоксичных сегнето(магнито)упорядоченных материалов с высокими поглощающими свойствами. Построена фазовая диаграмма системы (1-х)BaNb₂O₆ – xSrNb₂O₆ (BSN) (0,0 ≤ x ≤ 1,0) с двумя морфотропными областями, локализующимися в интервалах 0,05 ≤ x ≤ 0,15 и 0,70 ≤ x ≤ 0,80, и конфигурационным переходом при х ~ 0,45. Показано поэтапное формирование структуры тетрагонально-вольфрамовой бронзы. Установлено соответствие изменений диэлектрических характеристик твердых растворов (ТР) диаграмме состояний. Определено, что в системе ТР (1-x)BaNb₂O₆ – xSrNb₂O₆ максимальное поглощение СВЧ-мощности электромагнитного (ЭМ) излучения имеет место в окрестности структурных неустойчивостей различной природы (изменения типов ТР, формирования морфотропных областей), что связано с развитием дефектной ситуации в соответствующих средах за счёт разрыва химических связей при перестройках структуры, накопления и упорядочения вакансий, примесных фаз, увеличения количества межфазных границ и, как следствие, роста диэлектрических потерь. Разработаны рецептуры на базе модифицированного РЗЭ феррита висмута и k-компонентных систем (с морфотропными границами) с его участием и методы их создания с использованием приёмов механоактивации, улучшающие технологичность объектов за счёт снижения температур термообработок, исключения примесных фаз, сохранения формульной стехиометрии. Проведены корректировка и оптимизация технологических регламентов с учётом влияния термодинамической предыстории (условий получения) и дефектности структуры. В ТР систем BiFeO₃-АNbO₃ (А = K, Na) определены симметрия фаз, параметры элементарной ячейки, температуры фазовых переходов в температурном диапазоне 20°C < T < 500°C. Установлено, что особенности температурно-частотных зависимостей диэлектрических параметров соответствуют структурным фазовым переходам. Разработаны: методика экспериментального определения СВЧ-поглощающих характеристик композиционных материалов в широком диапазоне частот при комнатной температуре; нетоксичные сегнетоматериалы на основе сегнетоэлектрической, пьезоэлектрической керамики, мультиферроиков со сниженной массоемкостью, расширенным высокочастотным и температурным рабочими диапазонами, с высокой степенью поглощения ЭМ-волн.