RU2614916C1 - Method for bismuth titanate thin layers production - Google Patents

Method for bismuth titanate thin layers production Download PDF

Info

Publication number
RU2614916C1
RU2614916C1 RU2016112975A RU2016112975A RU2614916C1 RU 2614916 C1 RU2614916 C1 RU 2614916C1 RU 2016112975 A RU2016112975 A RU 2016112975A RU 2016112975 A RU2016112975 A RU 2016112975A RU 2614916 C1 RU2614916 C1 RU 2614916C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
titanium
bismuth
electrolyte
bismuth titanate
solution
Prior art date
Application number
RU2016112975A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Азарьевич Медков
Владимир Сергеевич Руднев
Марина Сергеевна Васильева
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН)
Priority to RU2016112975A priority Critical patent/RU2614916C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2614916C1 publication Critical patent/RU2614916C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Catalysts (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: method relates to the technology of ferroelectric coatings manufacturing on conductive surfaces, in particular, thin layers of bismuth titanate on titanium, and can be used to create dielectric layers as a photorefractive material in devices for data recording and processing, in thin film capacitors, for piezoelectric ceramic manufacture, etc. The method comprises titanium product surface treatment by plasma electrolytic oxidation in an electrolyte containing 0.1-0.2 M of Na2B4O7 tetraborate in galvanostatic mode at anode polarization for 10-15 minutes at an effective current density of 0.20-0.25 A/cm2 to form a titanium oxide layer, which is then impregnated with a solution of primary bismuth nitrate with molten rosin, turpentine diluted, and calcined at a temperature of 650-700°C for 0.5-1.0 hours to provide a thin layer containing Bi4Ti3O12.
EFFECT: simplified method technological scheme and reduced time spent on its implementation.
2cl, 3 dwg, 2 tbl, 2 ex

Description

Способ относится к области технологии изготовления сегнетоэлектрических покрытий на токопроводящих поверхностях, в частности, тонких слоев титаната висмута на титане. Титанаты висмута Bi2 Ti2O7, Bi12 TiO20, Bi4Ti3O12) проявляют фотокаталитические свойства в оптическом диапазоне (при видимом свете). Благодаря высокой диэлектрической постоянной они используются при создании диэлектрических слоев, в качестве фоторефрактивного материала в устройствах записи и обработки информации, в тонкопленочных конденсаторах, при изготовлении пьезокерамики и т.д.The method relates to the field of manufacturing technology of ferroelectric coatings on conductive surfaces, in particular, thin layers of bismuth titanate on titanium. Bismuth titanates Bi 2 Ti 2 O 7 , Bi 12 TiO 20 , Bi 4 Ti 3 O 12 ) exhibit photocatalytic properties in the optical range (in visible light). Due to the high dielectric constant, they are used to create dielectric layers, as photorefractive material in recording and processing devices, in thin-film capacitors, in the manufacture of piezoceramics, etc.

Известные методы получения титаната висмута в своем большинстве являются дорогостоящими, требуют специального сложного оборудования, при этом не всегда обеспечивают воспроизводимые результаты.Known methods for producing bismuth titanate are for the most part expensive, require special sophisticated equipment, and do not always provide reproducible results.

Известен способ получения покрытия из титаната висмута двухстадийным синтезом (Chenn K., Hu R., Feng X., Xie K., Li Y., Gu H Bi4Ti3O12/TiO2 heterostructure: Synthesis. // Ceram. Int. 2013. V. 39. P. 9109-9114). Сначала электрохимическим способом в растворе этиленгликоля, содержащем дополнительно NH4F, получают оксидное покрытие на титане. После этого оксидированные образцы помещают в раствор Bi(NO3)3 в щелочи KОН и проводят гидротермальный синтез при 200°C в течение определенного времени (до 24 часов). Недостатком известного способа является необходимость использования автоклавного оборудования для осуществления гидротермального процесса и длительность гидротермальной обработки.A known method of obtaining a coating of bismuth titanate by two-stage synthesis (Chenn K., Hu R., Feng X., Xie K., Li Y., Gu H Bi 4 Ti 3 O 12 / TiO 2 heterostructure: Synthesis. // Ceram. Int 2013. V. 39. P. 9109-9114). First, an oxide coating on titanium is obtained by electrochemical method in a solution of ethylene glycol, additionally containing NH 4 F. After that, the oxidized samples are placed in a solution of Bi (NO 3 ) 3 in KOH alkali and hydrothermal synthesis is carried out at 200 ° C for a certain time (up to 24 hours). The disadvantage of this method is the need to use autoclave equipment for the hydrothermal process and the duration of the hydrothermal treatment.

Известен способ импульсного эксимерного лазерного осаждения сегнетоэлектрических пленок титаната висмута на подложки из кремния и оксида магния (Pulsed laser deposition and ferroelectric characterization of bismuth titanate films. Appl. Phys. Lett. 58 (14), 8 April 1991. P. 1470-1472). Недостатком известного способа является необходимость использования сложного дорогостоящего оборудования, а также невозможность его использования для обработки изделий со сложным рельефом поверхности.A known method of pulsed excimer laser deposition of ferroelectric films of bismuth titanate on substrates of silicon and magnesium oxide (Pulsed laser deposition and ferroelectric characterization of bismuth titanate films. Appl. Phys. Lett. 58 (14), April 8, 1991. P. 1470-1472) . The disadvantage of this method is the need to use complex expensive equipment, as well as the impossibility of its use for processing products with complex surface topography.

Известен способ получения покрытий из титаната висмута методом термического разложения летучих металлорганических соединений висмута и титана (Ferroelectric bismuth titanate films у hotwall metalorganic chemical vapor deposition. Jie Si and Seshu B. Desua. J. Appl. Phys. 73 (II), 1 June 1993. P. 7910-7913) с использованием в качестве исходных веществ трифенилвисмута и тетраэтоксититана. Недостатком способа является необходимость использования сложного вакуумного оборудования, а также ограничения, налагаемые на массогабаритные показатели изделий и геометрическую форму их поверхности.A known method of producing coatings from bismuth titanate by thermal decomposition of volatile organometallic compounds of bismuth and titanium (Ferroelectric bismuth titanate films from hotwall metalorganic chemical vapor deposition. Jie Si and Seshu B. Desua. J. Appl. Phys. 73 (II), 1 June 1993 P. 7910-7913) using triphenylbismuth and tetraethoxy titanium as starting materials. The disadvantage of this method is the need to use complex vacuum equipment, as well as the restrictions imposed on the mass-dimensional parameters of products and the geometric shape of their surface.

Наиболее близким к заявляемому является способ получения покрытий из титаната висмута на электропроводящих поверхностях (RU 2278910, опубл. 2006.06.27), включающий электрофоретическое осаждение сегнетоэлектрической шихты, содержащей титанат висмута, которую предварительно спекают со скоростью 100-150 град/час, выдерживают при температуре 1150°C в течение 1-3 часов и охлаждают со скоростью 150-300 град/час, затем производят ее помол с получением фракций размером от 0,5 до 100 мкм и загружают в электролит, обеспечивая с помощью перемешивания равномерное распределение порошка по объему электролита. Электрофоретическое осаждение проводят из электролитов с концентрацией сегнетоэлектрического порошка от 10 до 800 г/л в условиях микродуговых разрядов между подложкой и частицами порошка при плотности тока от 2 до 60 А/дм2. После формирования тонкого слоя сегнетоэлектрика образцы промывают в проточной воде и просушивают в течение 30 мин при температуре 180°С.Closest to the claimed is a method for producing coatings of bismuth titanium on electrically conductive surfaces (RU 2278910, publ. 2006.06.27), including electrophoretic deposition of a ferroelectric charge containing bismuth titanate, which is pre-sintered at a speed of 100-150 degrees / hour, is kept at a temperature 1150 ° C for 1-3 hours and cooled at a speed of 150-300 deg / h, then grind it to obtain fractions from 0.5 to 100 microns in size and load into the electrolyte, providing uniform mixing with stirring powder division by volume of electrolyte. Electrophoretic deposition is carried out from electrolytes with a ferroelectric powder concentration of from 10 to 800 g / l under conditions of microarc discharges between the substrate and powder particles at a current density of 2 to 60 A / dm 2 . After the formation of a thin layer of ferroelectric, the samples are washed in running water and dried for 30 min at a temperature of 180 ° C.

Недостатки известного способа: многостадийность, необходимость длительной и многоступенчатой предварительной подготовки сегнетоэлектрической шихты, включающей процесс спекания при высокой температуре, а также необходимость приготовления электролита-супензии, усложняющие способ и увеличивающие затраты времени на его осуществление.The disadvantages of this method: multi-stage, the need for long and multi-stage preliminary preparation of a ferroelectric mixture, including the sintering process at high temperature, as well as the need to prepare an electrolyte-suspension, complicating the method and increasing the time required for its implementation.

Задачей изобретения является создание простого способа получения тонких слоев титаната висмута на титане, не требующего больших затрат времени.The objective of the invention is to provide a simple method for producing thin layers of bismuth titanate on titanium, which does not require a large investment of time.

Технический результат предлагаемого способа заключается в упрощении технологической схемы способа и в сокращении времени его осуществления.The technical result of the proposed method is to simplify the technological scheme of the method and to reduce the time of its implementation.

Указанный результат достигается способом получения тонких слоев титаната висмута на токопроводящей поверхности с помощью электрохимической обработки в условиях протекания микродуговых разрядов, в котором, в отличие от известного, токопроводящую поверхность титанового изделия обрабатывают методом плазменно-электролитического оксидирования в боратном электролите в гальваностатическом режиме при анодной поляризации титанового изделия в течение 10-15 минут при эффективной плотности тока 0,20-0,25 А/см2 с формированием слоя оксида титана, который затем пропитывают раствором основного азотнокислого висмута в расплаве канифоли, разбавленным скипидаром, и обжигают при температуре 650-700°C в течение 0,5-1,0 часа.The indicated result is achieved by the method of producing thin layers of bismuth titanate on a conductive surface using electrochemical treatment under microarc discharge conditions, in which, in contrast to the known, the conductive surface of a titanium product is treated by plasma electrolytic oxidation in a borate electrolyte in a galvanostatic mode with anodic polarization of titanium products for 10-15 minutes at an effective current density of 0.20-0.25 a / cm 2 to form a titanium oxide layer, otorrhea then impregnated with a solution of basic bismuth nitrate melt rosin, turpentine diluted, and calcined at a temperature of 650-700 ° C for 0.5-1.0 hours.

В преимущественном варианте осуществления способа в качестве боратного электролита используют 0,10-0,20 М водный раствор тетрабората Na2B4O7.In an advantageous embodiment of the method, a 0.10-0.20 M aqueous solution of tetraborate Na 2 B 4 O 7 is used as a borate electrolyte.

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

Путем плазменно-электролитического оксидирования (ПЭО) в униполярном гальваностатическом режиме в течение 10-15 минут при эффективной плотности тока i=0,20-0,25 А/см2 в водном электролите, содержащем 0,10-0,20 М тетрабората натрия Na2B4O7, на анодно-поляризованной титановой подложке в условиях непрерывных плазменных микроразрядов в приповерхностной области формируют оксидный слой.By plasma electrolytic oxidation (PEO) in a unipolar galvanostatic mode for 10-15 minutes at an effective current density i = 0.20-0.25 A / cm 2 in an aqueous electrolyte containing 0.10-0.20 M sodium tetraborate Na 2 B 4 O 7 , an oxide layer is formed on the anodically polarized titanium substrate under continuous plasma microdischarges in the surface region.

Как показывают данные рентгено-спектрального анализа (РСА), в полученном с помощью ПЭО слое (в заявленном режиме с использованием боратного электролита) содержатся кислород и титан.As shown by the data of x-ray spectral analysis (XRD), in the obtained using PEO layer (in the claimed mode using a borate electrolyte) contains oxygen and titanium.

Образцы с нанесенным оксидным покрытием толщиной до 12 мкм отмывают от электролита, ополаскивают дистиллированной водой и сушат на воздухе при комнатной температуре.Samples coated with an oxide coating with a thickness of up to 12 μm are washed from the electrolyte, rinsed with distilled water and dried in air at room temperature.

Приготовление органического раствора висмута осуществляют по известной методике, описанной в (Визир В.А., Мартынов М.А. Керамические краски. Киев, «Техника», 1964, с. 191). Для этого в расплавленной канифоли растворяют основной азотнокислый висмут и разбавляют этот расплав скипидаром.The preparation of an organic solution of bismuth is carried out according to the known method described in (Vizir V.A., Martynov M.A. Ceramic paints. Kiev, "Technique", 1964, p. 191). To do this, the main bismuth nitrate is dissolved in the molten rosin and the melt is diluted with turpentine.

Подготовленным раствором пропитывают, например, путем погружения, промытые и высушенные образцы со сформированным методом ПЭО оксидным покрытием и подвергают пиролизу при 650-700°C в течение 0,5-1,0 часа.The prepared solution is impregnated, for example, by immersion, washed and dried samples with an oxide-coated PEO method and pyrolyzed at 650-700 ° C for 0.5-1.0 hours.

На фиг. 1 приведены рентгенограммы поверхности слоя, сформированного на титане методом ПЭО (фиг. 1а), и слоя, полученного в результате окончательной обработки предлагаемым способом (фиг. 1б).In FIG. 1 shows X-ray diffraction patterns of the surface of a layer formed on titanium by the PEO method (Fig. 1a) and the layer obtained as a result of final processing by the proposed method (Fig. 1b).

На фиг. 2 приведены СЭМ изображения поверхности слоя, сформированного методом ПЭО (фиг. 2а и 2б) и его поверхности после пропитки органическим раствором висмута и термообработки (фиг. 2в и 2г), при этом изображения 2а и 2в даны в амплитудном представлении, 2б и 2 г - в фазовом.In FIG. Figure 2 shows SEM images of the surface of the layer formed by the PEO method (Fig. 2a and 2b) and its surface after impregnation with an organic bismuth solution and heat treatment (Fig. 2c and 2d), while images 2a and 2c are given in the amplitude representation, 2b and 2 g - in phase.

На фиг. 3 показаны при различном увеличении изображения отдельных участков слоев, сформированных на поверхности титана предлагаемым способом.In FIG. 3 are shown at various magnification images of individual sections of layers formed on the surface of titanium by the proposed method.

На рентгенограмме, представленной на фиг. 1а, имеются достаточно интенсивные рефлексы титана и диоксида титана в рутильной модификации, а также незначительные пики TiO2 в анатазной модификации, что свидетельствует о том, что при проведении ПЭО в заявляемых условиях компоненты электролита в формируемый оксидный слой не встраиваются: рентгенограмма отражает присутствие только материала подложки. После пропитки оксидного слоя органическим раствором висмута с последующим пиролизом происходит значительное изменение фазового состава нанесенного слоя: на рентгенограмме (фиг. 1б) появляются интенсивные пики, свидетельствующие о преимущественно кристаллическом строении сформированного слоя, а конкретно пики, соответствующие рефлексам Bi4Ti3O12 в орторомбической модификации.In the radiograph shown in FIG. 1a, there are fairly intense reflections of titanium and titanium dioxide in the rutile modification, as well as insignificant peaks of TiO 2 in the anatase modification, which indicates that when conducting PEO under the claimed conditions, the electrolyte components are not embedded in the formed oxide layer: the x-ray reflects the presence of only material the substrate. After the oxide layer is impregnated with an organic bismuth solution, followed by pyrolysis, a significant change in the phase composition of the deposited layer occurs: intense peaks appear on the X-ray diffraction pattern (Fig. 1b), indicating a predominantly crystalline structure of the formed layer, and specifically peaks corresponding to Bi 4 Ti 3 O 12 reflections orthorhombic modification.

Этому соответствуют данные, приведенные в таблице 1, характеризующие фазовый и элементный состав, а также толщину слоев, сформированных с помощью ПЭО (1) и полученных после их пропитки органическим раствором висмута с последующей термообработкой (2). Усредненные для больших участков поверхности данные по элементному составу покрытий получены микрозондовым анализом.This corresponds to the data shown in Table 1, which characterize the phase and elemental composition, as well as the thickness of the layers formed using PEO (1) and obtained after their impregnation with an organic bismuth solution followed by heat treatment (2). The data on the elemental composition of the coatings averaged over large surface areas were obtained by microprobe analysis.

Данные рентгенограммы (фиг. 1б) и таблицы 1 показывают, что в результате пропитки сформированного ПЭО-слоя органическим раствором висмута и последующей термообработки висмут встраивается в сформированный с помощью ПЭО оксидный слой, взаимодействуя с ним с образованием титана висмута.The X-ray diffraction data (Fig. 1b) and Table 1 show that, as a result of impregnation of the formed PEO layer with an organic bismuth solution and subsequent heat treatment, bismuth is embedded in the oxide layer formed by PEO, interacting with it to form bismuth titanium.

Figure 00000001
Figure 00000001

Толщина полученных слоев, морфология их поверхности в основном определяются составом электролита и условиями проведения ПЭО и практически не изменяются после пропитки и термообработки. В сформированный слой встраивается висмут, при этом содержание титана не изменяется, уменьшается содержание кислорода.The thickness of the obtained layers, the morphology of their surface are mainly determined by the composition of the electrolyte and the conditions of the PEO and practically do not change after impregnation and heat treatment. Bismuth is embedded in the formed layer, while the titanium content does not change, the oxygen content decreases.

Детальное исследование элементного состава (таблица 2) обогащенных висмутом участков (светлые участки на фиг. 2) показало, что атомное соотношение Bi:Ti:O в полученных покрытиях соответствует фазе Bi4Ti3O12 и таким образом согласуется с данными РФА (фиг. 1). С помощью сканирующей электронной микроскопии высокого разрешения (Hitachi S-5500) было установлено, что участки поверхности, обогащенные висмутом, покрыты наноразмерными кристаллами, состав которых также соответствует Bi4Ti3O12.A detailed study of the elemental composition (Table 2) of the bismuth-rich regions (light regions in Fig. 2) showed that the atomic ratio of Bi: Ti: O in the resulting coatings corresponds to the Bi 4 Ti 3 O 12 phase and is thus consistent with the XRD data (Fig. one). Using high resolution scanning electron microscopy (Hitachi S-5500), it was found that the surface areas enriched with bismuth are coated with nanoscale crystals, the composition of which also corresponds to Bi 4 Ti 3 O 12 .

Присутствие в составе покрытия углерода (до 23 ат. %), по всей видимости, является результатом взаимодействия органического раствора висмута с оксидным ПЭО-слоем с образованием прочных углеродсодержащих соединений, устойчивых после отжига при температуре 700°C, при которой происходит пиролиз упомянутого раствора.The presence of carbon (up to 23 at.%) In the coating composition is most likely the result of the interaction of an organic bismuth solution with an oxide PEO layer with the formation of strong carbon-containing compounds that are stable after annealing at a temperature of 700 ° C, at which pyrolysis of the solution occurs.

Figure 00000002
Figure 00000002

Примеры конкретного осуществления способаExamples of specific implementation of the method

В качестве образцов использовали пластинки технического титана марки ВТ1-0 размером 0,5×2,5×0,1 см. Образцы подвергали механической шлифовке и химической полировке в смеси кислот HF:HNO3 = 1:3 при 60-80 C в течение 2-3 с, отмывали дистиллированной водой и сушили на воздухе.As samples, we used VT1-0 grade titanium plates measuring 0.5 × 2.5 × 0.1 cm. The samples were subjected to mechanical grinding and chemical polishing in a mixture of acids HF: HNO 3 = 1: 3 at 60-80 C for 2-3 s, washed with distilled water and dried in air.

Для приготовления растворов использовали коммерческий реактив Na2B4O7⋅10Н2O и дистиллированную воду.For the preparation of solutions, a commercial reagent Na 2 B 4 O 7 ⋅ 10H 2 O and distilled water were used.

В качестве источника тока при формировании оксидных покрытий с помощью плазменно-электролитического оксидирования использовали тиристорный агрегат ТЕР4-63/460Н с однополярной импульсной формой тока. Оксидные покрытия на погруженном в электролит анодно-поляризованном титане формировали в гальваностатическом режиме. Противоэлектродом (катодом) служил змеевик, выполненный из полой (диаметр 0,5 см) трубки из нержавеющей стали, через который пропускали холодную воду для охлаждения электролита, который заметно нагревался в ходе оксидирования при используемых высоких плотностях тока. В ходе процесса оксидирования электролит перемешивали при помощи магнитной мешалки.As a current source during the formation of oxide coatings using plasma electrolytic oxidation, a TEP4-63 / 460H thyristor unit with a unipolar pulse current shape was used. Oxide coatings on anodized polarized titanium immersed in the electrolyte were formed in the galvanostatic mode. The counter electrode (cathode) was a coil made of a hollow (0.5 cm diameter) stainless steel tube through which cold water was passed to cool the electrolyte, which was noticeably heated during oxidation at high current densities used. During the oxidation process, the electrolyte was mixed using a magnetic stirrer.

Элементный состав поверхности покрытий определяли с помощью микрозондового рентгеноспектрального анализатора SUPERPROBE JXA-8100 фирмы JEOL, на котором одновременно получены снимки поверхности. Изучение поверхности электродов также проводили на сканирующем электронном микроскопе Hitachi S-5500 (Hitachi, Япония) с системой энергодисперсионного рентгеноспектрального микроанализа (EDX) производства «ThermoScientific».The elemental composition of the coating surface was determined using a JEOL SUPERPROBE JXA-8100 microprobe X-ray spectral analyzer, on which surface images were simultaneously obtained. The surface of the electrodes was also studied using a Hitachi S-5500 scanning electron microscope (Hitachi, Japan) with an energy dispersive X-ray microanalysis (EDX) system manufactured by ThermoScientific.

Фазовый состав определяли методом рентгенофазового анализа на дифрактометре D8 ADVANCE (Германия) в Cuka-излучении с идентификацией соединений в автоматическом режиме поиска EVA с использованием банка данных (PDF-2).The phase composition was determined by X-ray phase analysis on a D8 ADVANCE diffractometer (Germany) in Cuk a radiation with the identification of compounds in the automatic EVA search mode using a data bank (PDF-2).

Пример 1Example 1

На подготовленном образце из титанового сплава с помощью ПЭО в электролите, содержащем 38,2 г/л Na2B4O7⋅10H2O, в анодном гальваностатическом режиме при эффективном значении плотности тока, равном 0,20 А/см2, в течение 10 мин формировали оксидное покрытие. Начальная температура электролита 18°C, конечная 22°С.On a prepared sample of titanium alloy using PEO in an electrolyte containing 38.2 g / l Na 2 B 4 O 7 ⋅ 10H 2 O, in the anode galvanostatic mode with an effective current density of 0.20 A / cm 2 , an oxide coating was formed over 10 minutes. The initial temperature of the electrolyte is 18 ° C, the final 22 ° C.

После ПЭО образцы ополаскивали дистиллированной водой и сушили на воздухе при комнатной температуре.After PEO, the samples were rinsed with distilled water and dried in air at room temperature.

В 10 г расплавленной канифоли растворяли 2 г основного азотнокислого висмута и разбавляли этот расплав скипидаром в объемном соотношении 1:1. Полученным раствором путем погружения пропитывали образец, обработанный методом ПЭО, и обжигали при 700°C в течение 0,5 часа. В результате на поверхности образца получено покрытие, содержащее, по данным рентгенофазового анализа, Bi4Ti3O12.In 10 g of molten rosin, 2 g of basic bismuth nitrate was dissolved and this melt was diluted with turpentine in a volume ratio of 1: 1. The resulting solution was immersed in an impregnated PEO-treated sample and calcined at 700 ° C for 0.5 hours. As a result, a coating was obtained on the surface of the sample containing, according to x-ray phase analysis, Bi 4 Ti 3 O 12 .

Пример 2Example 2

Процесс осуществляли в условиях примера 1 в электролите, содержащем 76,4 г/л Na2B4O7⋅10Н2О, при эффективном значении плотности тока, равном 0,25 А/см2, в течение 15 мин. Начальная температура электролита 18°С, конечная 28°С. Затем промытый и высушенный образец с нанесенным оксидным слоем пропитывали раствором основного азотнокислого висмута в расплаве канифоли, разбавленным скипидаром, и обжигали при 650°С в течение 1,0 часа. Результат аналогичен полученному в примере 1.The process was carried out under the conditions of example 1 in an electrolyte containing 76.4 g / l Na 2 B 4 O 7 ⋅ 10H 2 O, with an effective current density of 0.25 A / cm 2 for 15 minutes. The initial temperature of the electrolyte is 18 ° C, the final 28 ° C. Then, the washed and dried oxide-coated sample was impregnated with a solution of basic bismuth nitrate in rosin melt diluted with turpentine and calcined at 650 ° C for 1.0 hour. The result is similar to that obtained in example 1.

Claims (2)

1. Способ получения тонких слоев титаната висмута на токопроводящей поверхности с использованием электрохимической обработки в условиях протекания микродуговых разрядов, отличающийся тем, что токопроводящую поверхность изделия из титана обрабатывают методом плазменно-электролитического оксидирования в боратном электролите в гальваностатическом режиме при анодной поляризации изделия в течение 10-15 минут при эффективной плотности тока 0,20-0,25 А/см2 с формированием слоя оксида титана, который затем пропитывают раствором основного азотнокислого висмута в расплаве канифоли, разбавленным скипидаром, и обжигают при температуре 650-700°C в течение 0,5-1,0 часа.1. A method of producing thin layers of bismuth titanate on a conductive surface using electrochemical treatment under microarc discharge conditions, characterized in that the conductive surface of the titanium product is treated by plasma electrolytic oxidation in a borate electrolyte in galvanostatic mode with anodic polarization of the product for 10- 15 minutes at an effective current density of 0.20-0.25 A / cm 2 with the formation of a layer of titanium oxide, which is then impregnated with a solution of basic nitrogen bismuth oxide in a rosin melt diluted with turpentine, and calcined at a temperature of 650-700 ° C for 0.5-1.0 hours. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что формирование оксидного слоя на титане осуществляют в электролите, содержащем 0,1-0,2 М тетрабората Na2B4O7.2. The method according to p. 1, characterized in that the formation of the oxide layer on titanium is carried out in an electrolyte containing 0.1-0.2 M tetraborate Na 2 B 4 O 7 .
RU2016112975A 2016-04-05 2016-04-05 Method for bismuth titanate thin layers production RU2614916C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016112975A RU2614916C1 (en) 2016-04-05 2016-04-05 Method for bismuth titanate thin layers production

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016112975A RU2614916C1 (en) 2016-04-05 2016-04-05 Method for bismuth titanate thin layers production

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2614916C1 true RU2614916C1 (en) 2017-03-30

Family

ID=58506847

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016112975A RU2614916C1 (en) 2016-04-05 2016-04-05 Method for bismuth titanate thin layers production

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2614916C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107573068A (en) * 2017-08-28 2018-01-12 樊之雄 A kind of piezoelectric ceramics and preparation method thereof

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11158692A (en) * 1997-11-25 1999-06-15 Murata Mfg Co Ltd Formation of bismuth titanate coating film
RU2278910C1 (en) * 2004-12-27 2006-06-27 Пензенский государственный университет Method of production of the ferroelectric coatings
CN103409781A (en) * 2013-08-05 2013-11-27 青岛农业大学 Preparation method for bismuth titanate film layer on basis of micro-arc oxidation technology

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11158692A (en) * 1997-11-25 1999-06-15 Murata Mfg Co Ltd Formation of bismuth titanate coating film
RU2278910C1 (en) * 2004-12-27 2006-06-27 Пензенский государственный университет Method of production of the ferroelectric coatings
CN103409781A (en) * 2013-08-05 2013-11-27 青岛农业大学 Preparation method for bismuth titanate film layer on basis of micro-arc oxidation technology

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107573068A (en) * 2017-08-28 2018-01-12 樊之雄 A kind of piezoelectric ceramics and preparation method thereof
CN107573068B (en) * 2017-08-28 2020-09-18 新沂市锡沂高新材料产业技术研究院有限公司 Piezoelectric ceramic and preparation method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9840782B2 (en) Electrochemical process for producing graphene, graphene oxide, metal composites, and coated substrates
Wang et al. Highly ordered zinc oxide nanotubules synthesized within the anodic aluminum oxide template
JP5847782B2 (en) Method for forming boron-containing thin film
Jiang et al. A general strategy toward the rational synthesis of metal tungstate nanostructures using plasma electrolytic oxidation method
Zhang et al. Hydrothermal synthesis of perovskite-type MTiO 3 (M= Zn, Co, Ni)/TiO 2 nanotube arrays from an amorphous TiO 2 template
US20150060297A1 (en) Graphite oxide and graphene preparation method
RU2614916C1 (en) Method for bismuth titanate thin layers production
Wu et al. Investigations on procedures of the fabrication of barium titanate ceramic films under hydrothermal–electrochemical conditions
中平敦 et al. Synthesis and characterization of TiO2 doped with P ions by anodic oxidation of titanium in acid solution
Guo et al. Synthesis and growth mechanism of zirconia nanotubes by anodization in electrolyte containing Cl−
CN103409781A (en) Preparation method for bismuth titanate film layer on basis of micro-arc oxidation technology
Poznyak et al. Anodic alumina prepared in aqueous solutions of chelating complex zinc and cobalt compounds
Macák Growth of anodic self-organized titanium dioxide nanotube layers
Li et al. Electrophoretic deposition and photoluminescent properties of Eu-doped BaTiO3 thin film from a suspension of monodispersed nanocrystallites
Torres et al. Nanotubes with anatase nanoparticulate walls obtained from NH 4 TiOF 3 nanotubes prepared by anodizing Ti
Davi et al. Fabrication of hierarchically ordered porous scheelite-related monoclinic BiVO4 nanotubes by electrochemical deposition
Yi et al. Morphology and growth of porous anodic oxide films on Ti-10V-2Fe-3Al in neutral tartrate solution
Trenczek-Zajac et al. TiO 2-based photoanodes modified with GO and MoS 2 layered materials
Santos et al. Influence of synthesis conditions on the properties of electrochemically synthesized BaTiO3 nanoparticles
RU2617580C1 (en) Method of producing thin layers of bismuth silicate
Vasilyeva et al. Plasma electrolytic formation of WO3-CuO or WO3-CuWO4 oxide layers on titanium
Choudhary et al. Structure, Morphology and Optical Properties of TiO 2 Films Formed by Anodizing in a Mixed Solution of Citric Acid and Sulfamic Acid
Rudnev et al. Fabrication of oxide coatings containing bismuth silicate or bismuth titanate on titanium
Arnautov et al. Improvement of the electro insulating characteristics of anodic nanoporous aluminum oxide insulator by filling with silicon dioxide
KR20150037213A (en) Method of Titanium oxide nano tube