Фазовые переходы и спектры диффузного отражения твердых растворов титаната-цирконата бария

DOI: 10.18721/JPM.14202 УДК 546.03.535.015

ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ И СПЕКТРЫ ДИФФУЗНОГО ОТРАЖЕНИЯ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ ТИТАНАТА-ЦИРКОНАТА БАРИЯ

М.М. Михайлов1, О.А. Алексеева1, С.А. Юрьев1, А.Н. Лапин1, Е.Ю. Королева2

1 Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники,

г. Томск, Российская Федерация;

2 Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Санкт-Петербург, Российская Федерация

Исследованы состав, структура, гранулометрический состав, спектры диффузного отражения, интегральные коэффициенты поглощения солнечного излучения и диэлектрические свойства порошков BaTi(1— x)Zr(x)O3, синтезированных из микропорошков BaCO3, ZrO2 и TiO2 при концентрации замещающих катионов циркония в диапазоне значений x от 0 до 0,3. Установлены изменения интегрального коэффициента поглощения исследованных порошков при различной концентрации замещающих катионов циркония в пределах 34 %. Диэлектрические исследования, проведенные в широком температурном и частотном диапазонах, выявили существование двух фазовых переходов в исследованных соединениях. Определены температуры фазовых переходов; установлено, что низкотемпературный фазовый переход происходит при комнатных температурах, что позволяет рассматривать данные порошки в качестве пигментов для термостабилизирующих покрытий космических аппаратов при рабочих температурах.

Ключевые слова: титанат-цирконат бария, термостабилизирующее покрытие, фазовый переход, спектр диффузного отражения

Ссылка при цитировании: Михайлов М.М., Алексеева О.А., Юрьев С.А., Лапин А.Н., Королева Е.Ю. Фазовые переходы и спектры диффузного отражения твердых растворов титана-та-цирконата бария // Научно-технические ведомости СПбГПУ. Физико-математические науки. 2021. Т. 14. № 2. С. 16-27. DOI: 10.18721/JPM.14202

Статья открытого доступа, распространяемая по лицензии CC BY-NC 4.0

PHASE TRANSITIONS AND DIFFUSE REFLECTANCE SPECTRA OF BARIUM TITANATE-ZIRCONATE SOLID SOLUTIONS

M.M. Mikhailov1, O.A. Alekseeva1, S.A. Yuryev1, A.N. Lapin1, E.Yu. Koroleva2

1 Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics, Tomsk, Russian Federation;

2 Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University, St. Petersburg, Russian Federation

The composition, structure, particle size distribution, diffuse reflectance spectra, integral absorption coefficients of solar radiation and dielectric properties of BaTi(1—x)Zr(x)O3 powders synthesized from micro powders BaCO3, ZrO2 and TiO2 at x = 0 — 0.3 have been studied. Changes in the integral absorption coefficient of the powders at different concentrations of zirconium cations were found to be within 34 %. Dielectric studies conducted over the wide ranges of temperature and frequency showed the presence of two phase transitions, one of them undergoing near the room

temperatures. This fact makes it possible to consider these powders as pigments for thermal control coatings at operating temperatures of space crafts.

Keywords: barium titanate-zirconate, thermal control coating, phase transition, diffuse reflectance spectrum

Citation: Mikhailov M.M., Alekseeva O.A., Yuryev S.A., Lapin A.N., Koroleva E.Yu., Phase transitions and diffuse reflectance spectra of barium titanate-zirconate solid solutions, St. Petersburg Polytechnical State University Journal. Physics and Mathematics. 14 (2) (2021) 16—27. DOI: 10.18721/JPM.14202

This is an open access article under the CC BY-NC 4.0 license

Введение

В настоящее время активно растет интерес к исследованию покрытий для термостабилизации, которые могут быть использованы для поддержания на заданном уровне температуры объектов, на которые они наносятся [1, 2]. Особенно интересны так называемые интеллектуальные покрытия, обладающие способностями отклика на малые изменения окружающей среды и модификации своих функциональных физических свойств под этим воздействием. Подобные покрытия очень перспективны для применения в качестве термостабили-зирующих, в частности покрытий приборов космической техники, где способность таких покрытий изменять излучательную способность и излучаемую мощность в ответ на изменение температуры окружающего пространства или поглощаемой энергии позволяет стабилизировать температуру рабочих узлов космического аппарата.

В качестве пигментов для термостабили-зирующих покрытий (ТСП) отражающего типа можно использовать твердые растворы с фазовыми переходами (ФП), которые сопровождаются перестройкой кристаллической структуры; ФП расположены в области рабочих температур эксплуатации аппарата. К соединениям такого типа относятся твердые растворы титанатов бария ВаТЮ3, где катионы бария или титана частично замещены катионами других элементов. Температура Кюри титаната бария ВаТЮ3 составляет 120 °С. Выше этого значения титанат бария имеет кубическую структуру. С пони-

жением температуры Т происходит структурный переход в фазы с тетрагональной (5 <Т< 120 °С), ромбической (-90 <Т< < +5 °С) и ромбоэдрической (Т < -90 °С) решетками. При этом происходит изменение электрических [3], диэлектрических [4] и оптических [5] свойств. Наиболее существенная модификация указанных свойств наблюдается вблизи точки Кюри (при переходе от кубической к тетрагональной синго-нии): в несколько раз меняется диэлектрическая проницаемость 8 и более чем на пять порядков электрическая проводимость а [3]. При этом могут меняться и оптические свойства [6].

Изменение электрических свойств в области фазовых переходов приводит к тому, что излучательная способность титаната бария, которая зависит от концентрации носителей заряда, может существенно меняться [6] в этой температурной области от значений, характерных для квазиметаллического состояния (0,10), до значений, характерных для диэлектриков (0,96). В случае нагрева покрытия до температуры ФП, его коэффициент излучения резко возрастает, что приводит к увеличению излучаемой энергии и снижению температуры покрытия. В обратной ситуации, т. е. при понижении температуры покрытия ниже рабочей, происходит скачкообразное падение излучательной способности. Это приводит к уменьшению излучаемой энергии и соответственно к повышению температуры до прежнего уровня. На этом основан принцип стабилизации температуры в рабочей области объекта, на

поверхности которого находится стабилизирующее покрытие.

Для практических целей необходимы покрытия, работающие при более низких значениях температуры, по сравнению с теми, которые может обеспечить использование чистого титаната бария. Частичное замещение катионов бария или титана другими положительными ионами А или В с формированием твердых растворов типа Ва1хАхТЮ3 или ВаТ^_ В 03 позволяет сдвигать температуры Кюри в сторону более низких значений [7]. Величина смещения и характеристики ФП определяются типом замещающего элемента и его концентрацией. Если варьировать тип и концентрацию замещающих элементов А или В, а также условия получения пигментов, то можно управлять фазовыми переходами покрытий, изготовленными на основе таких соединений [8 — 10].

Целями настоящего исследования являлись твердофазный синтез соединения ВаТ^_ 2г 03 при различных значениях х, а также определение его фазового и гранулометрического составов, температуры фазовых переходов и других важных физических свойств, характеризующих его способность отражать солнечное излучение (необходимо получить материал, перспективный для создания отражающих покрытий космических аппаратов).

В связи с поставленной целью, синтезированные образцы подвергались рентгено-фазовому и гранулометрическому анализам, изучались их диэлектрические свойства, получены и проанализированы их спектры диффузного отражения и интегральный коэффициент поглощения.

Образцы и методика эксперимента

В данной работе проведен твердофазный синтез твердого раствора ВаТ^_х2г03 на основе микропорошков ВаС03, 2г02 и ТЮ2 при концентрации замещающих катионов циркония в диапазоне от 0 до 0,3.

Образцы изготавливались методом твердофазного синтеза из микроразмерных порошков ВаС03, 2г02 и ТЮ2 промышленного

производства. Для каждой концентрации замещающих катионов циркония готовили смесь исходных микропорошков ВаС03, 2г02 и ТЮ2 в таком соотношении, чтобы для полученного соединения ВаТ^_ 2г 03 выполнялось заданное соотношение 1 : 1 атомов бария и соединения Т^_х2гх при каждом значении х, в соответствии с молекулярными массами исходных порошков ВаС03, 2г02 и ТЮ2. Микропорошок углекислого бария растворяли в дистиллированной воде при наложении ультразвуковых волн, затем в полученный раствор добавляли микропорошки диоксида кремния и диоксида титана. Полученную смесь перемешивали в течение 1 ч в магнитной мешалке. Смесь сушили при температуре 150 °С, перетирали в агатовой ступке и подвергали двойному нагреву в атмосфере: сначала прогревали 2 ч при температуре 800 °С, затем (после полного остывания) прогревали 2 ч при температуре 1200 °С. Скорость подъема температуры в среднем составляла 50 °С /мин, остывания — 9 °С /мин.

Были исследованы образцы ВаТ^_х2гх03 с шестью различными концентрациями замещающих катионов циркония в диапазоне от 0 до 30 %: х = 0,01; 0,03; 0,10; 0,15; 0,20; 0,30. Гранулометрический состав порошков ВаТ^_х2гх03 исследовали с помощью лазерного счетчика-анализатора частиц Shimadzu SALD-2300. Рентгенофазовый анализ (РФА) выполняли на рентгеновском дифрактоме-тре Shimadzu XRD 6000.

Для проведения диэлектрических измерений порошки прессовались под давлением 10 МПа в таблетки диаметром 1 см и толщиной 1 мм. В качестве электродов напылялись золотые контакты с подслоем хрома для лучшей адгезии. При измерениях для удаления адсорбированной воды образцы предварительно прогревались в течение 30 мин при температуре 120 °С.

Диэлектрические измерения проводились на широкополосном спектрометре Novocontгol ВDS80 в диапазоне частот от 0,1 Гц до 10 МГц, амплитуда измерительного поля — 10 В/см; относительные погрешно-

сти измерения импеданса и емкости — около 3-10-5. Измерения проводились в режиме нагрев-охлаждение, скорость изменения температуры составляла 1 — 2 °С/мин, температурный диапазон измерений составлял от -50 до 150 °С.

Для измерения спектров диффузного отражения образцы BaTi1-xZrxO3 прессовали в подложки диаметром 24 мм, высотой 2 мм под давлением 1 МПа со временем выдержки 2 мин. Регистрацию спектров диффузного отражения осуществляли на спектрофотометре Shimadzu UV-3600 Plus с приставкой диффузного отражения ISR-603 в диапазоне длин волн от 200 до 2200 нм с разрешением 5 нм.

Экспериментальные результаты и их обсуждение

Данные рентгенофазового анализа. Анализ дифракционных спектров синтезированных порошков титанатов бария с частично замещенными катионами порошков показал, что пики наибольшей интенсивности соответствуют соединениям BaTiO3 или BaTi1-xZrxO3. В качестве примера на рис. 1 приведена рентгенограмма порошка BaZr01Ti09O3 (x = 0,1). Кроме основного соединения, в синтезированных порошках присутствовали фазы ZrTiO4 и BaZrO3, а также остатки непрореагировавших исходных

порошков, использованных при синтезе: ВаС03, 2г02 и ТЮ2. Изучение полученных рентгенограмм позволило сделать вывод, что основная фаза приготовленных порошков имела тетрагональную структуру.

На основе полученных дифракционных данных было рассчитано содержание различных соединений в синтезированных порошках ВаТ^-х2гх03 (табл. 1). Выход основной фазы для всех полученных образцов с содержанием замещающих катионов циркония от 0 до 0,3 составляет от 62,0 до 90,3 %. Наибольший выход основной фазы (90,3 %) наблюдается при концентрации замещающих катионов циркония х = 0,05, а наименьший (62 %) - при х = 0,30. Содержание фаз Ва2г03 и 2г02 растет с увеличением содержания замещающих катионов циркония. Процент остальных неосновных фаз в синтезированных твердых растворах зависит от концентрации замещающих катионов незначительно и при различных концентрациях х = 0,01 - 0,30 находится в следующих пределах:

ТЮ2 - от 2,8 до 7,2 %, 2гТ203 - от 2 до 3,7 %, ВаС03 - от 1,9 до 3,6 %. Данные по гранулометрическому составу образцов. Гранулометрические исследования показали, что в синтезированных порошках содержатся частицы размерами от 0,2

I, arb.u. 3000-

?000-

1000-

-'Л.....-.....

-г-

20 30 40 50 60 70 26, deg

Рис. 1. Рентгенограмма порошка BaZr01Ti0 9O3

-1-1-1-г

лп яо

• BaZro,Tio.A

* Ti02

о ZrTi04 0 ВаС03 V BaZr03

♦ ZrO.

Процентное содержание различных соединений в синтезированных порошках ВаТц^г^ при значениях х = 0,01 — 0,30

Таблица 1

х Содержание соединения, %

ВаТ, 2г О3/ВаТЮ3 1-х х 3 3 2гО2 ТО2 2ГТЮ4 ВаСО3 Ва7гО3

0,01 84,9 0,2 6,7 3,7 3,6 0,9

0,03 85,1 0,8 7,0 3,3 3,4 0,4

0,05 90,3 1,3 2,8 2,2 1,9 1,5

0,10 80,6 3,9 6,2 3,0 3,1 3,3

0,15 78,9 5,0 5,1 2,5 2,3 6,2

0,20 67,6 11,4 6,2 2,0 2,0 10,8

0,30 62,0 10,8 7,2 2,6 2,4 15,0

П р и м е ч а н и е. Представленные результаты получены по данным рентгенофазового анализа.

до 12 мкм. Функция распределения частиц порошков ВаТ^_ 2г 03 имеет вид кривой с двумя максимумами, которые соответствуют размерам частиц 0,51 — 0,53 мкм и 2,30 — 2,67 мкм. При изменении процентного содержания замещающего катиона циркония от 1 до 30 % значительного сдвига максимумов распределения не происходит (в пределах 0,02 и 0,37 мкм для первого и второго максимумов соответственно), как не происходит существенного изменения интенсивности данных максимумов (до 20 % для первого максимума и до 10 % для второго). Медианный размер частиц в порошках ВаТ^_ 2г 03 составляет от 1,911 до 2,990 мкм. Максимальный медианный размер частиц наблюдается для порошка ВаТЮ3 (2,196 мкм) и при содержании замещающих катионов циркония, равном 0,15 (2,199 мкм). Минимальный медианный размер частиц (1,911 мкм) соответствует максимальной концентрации катионов циркония, равной 0,03. Модальный диаметр частиц (диаметр с наибольшей частотой встречаемости размеров зерен или преобладающая фракция) для всех исследуемых порошков одинаков и составлял 2,234 мкм.

Исследования диэлектрических свойств. На температурных зависимостях диэлектрической проницаемости всех исследованных образцов можно выделить два пика: более выраженный наблюдается в температурной

области 109 — 117 °С и менее выраженный — в области 27 — 47 °С (рис. 2). Следует отметить, что при нагреве значения температуры, соответствующие максимумам диэлектрической проницаемости, ниже, чем при охлаждении (см. для примера рис. 2), для высокотемпературного пика в области температур 109 — 117 °С температурный гистерезис составляет величину порядка 5 °С. Соответствующие данные для остальных значений х аналогичны.

Во всем температурном диапазоне измерений были получены и проанализированы частотные зависимости действительной и мнимой частей диэлектрической проницаемости б'(ю), б"(ю) твердых растворов ВаТ^^г^. Для описания релаксационных вкладов использовалось распределение Коула — Коула, позволяющее описывать спектры, уширенные по сравнению с дебаевскими. В качестве модельной функции использовалась сумма вкладов от проводимости на постоянном токе фС), от нескольких релаксационных процессов и вклад от высокочастотной проводимости:

8 * (ш) = 8м+Х СС + ]

= 8„

г=1

Д8,

Ю8П

+ ]'

,аГ

11 + (/ютг )а 8

0

Рис. 2. Температурные зависимости диэлектрической проницаемости твердого раствора Ва/г01И0 903 при нагреве и охлаждении; частота измерения f = 1,4 кГц

где СС. — вклад релаксационного процесса, описываемый эмпирической формулой Коула — Коула; 8ш — вклад фононных мод и электронной поляризуемости; Д8 = 8 — 8^; т, с, — наиболее вероятное значение времени (частоты релаксации ю), т = 2п/ю; ооС, См/м, — удельная проводимость на постоянном токе; а — коэффициент распределения времен релаксации (0 < а < 1).

Наилучшим образом частотные зависимости аппроксимировались при суммировании вкладов от трех релаксационных процессов; процессы различаются наиболее вероятными частотами релаксации: один из процессов наблюдался в области частот / = 0,1 — 1 Гц и имел монотонную температурную зависимость параметра Д8; два других, имеющих разные частоты релаксации, лежащие в области / = 103 — 104 Гц, имели максимумы на зависимостях Д8(Т) при температурах около 27 °С (процесс 1) и около 109 °С (процесс 2) (рис. 3). На рис. 3 для примера представлены соответствующие данные для двух исследованных образцов.

Таким образом, нам удалось выявить релаксационные процессы, ответственные за фазовые переходы в исследуемом материале. Из температурных зависимостей Д8 нами были определены температуры фазовых

переходов для всех составов (табл. 2). Температура максимумов Д8(Т) для процесса 2 во всех образцах близка к температуре сегне-тоэлектрического перехода из кубической в тетрагональную фазу в чистом Ва1Ю3 (ТС = = 120 °С) или твердых растворах ВаТ^_х2г.03 с низкой концентрацией циркония. Небольшое понижение температуры этого перехода согласуется с фазовой диаграммой твердых растворов Ва111_х2гх03, согласно которой при низком содержании циркония в этих растворах происходит понижение температуры этого перехода [11].

Максимумы Д8(Т) для релаксационного процесса 1 в образцах ВаТ11х2гх03 наблюдаются при температурах, близких к соответствующему значению перехода между двумя сегнетоэлектрическими фазами чистого ВаТЮ3 (Т = 5 °С) с орторомбической и тетрагональной кристаллическими структурами. Наблюдаемое повышение температуры этого перехода в наших образцах согласуется с фазовой диаграммой твердых растворов ВаТ^_х2г03 в области малых концентраций циркония.

Однако следует заметить, что значения температуры обоих фазовых переходов во всех шести образцах меняются несущественно при изменении предполагаемой концен-

Рис. 3. Температурные зависимости параметра Де для релаксационных процессов 1 и 2

Таблица 2

Значения температуры, при которых наблюдались максимумы на зависимостях Аг(Т) для релаксационных процессов 1 и 2 в исследованных образцах ВаТ^^гО

Значение х Температура максимума, °С

Процесс 1 Процесс 2

0,01 31,6 118,5

0,03 36,9 115,6

0,10 27,4 112,4

0,15 35,9 111,2

0,20 42,1 109,6

0,30 27,8 113,9

П р и м е ч а н и е. Представленные результаты получены по данным диэлектрических измерений. Процессы 1 и 2 различаются диапазонами температуры, где у них наблюдались максимумы.

трации циркония в растворах и не проявляют зависимости от х [12]. Вероятно, это связано с тем, что основной вклад в диэлектрический отклик полученных растворов вносит фаза твердых растворов БаТ11- 2г 03 с низкой, примерно одинаковой во всех образцах концентрацией циркония х < 0,1.

Спектры диффузного отражения и интегральный коэффициент поглощения. Исследование спектров диффузного отражения в солнечном диапазоне синтезированных порошков, необходимое для определения оптимальной концентрации атомов циркония

для получения порошка ВаТ11-х2г03 с высокой отражательной способностью и малым значением коэффициента поглощения а, представляет особый интерес.

Спектры диффузного отражения порошков ВаТ11-х2гР3 регистрировались в ультрафиолетовой, видимой и ближней инфракрасной (ИК) областях. На рис. 4 приведены спектры диффузного отражения синтезированных порошков с содержанием замещающих катионов циркония в диапазоне от 0 до 30%.

Для всех концентраций замещающих катионов циркония коэффициент отражения

Рис. 4. Спектры диффузного отражения твердых растворов БаТц^г^ с различным содержанием замещающих катионов циркония

порошков БаЛ1_ 2г 03 изменяется в пределах от 85 до 96 % в области от края основного поглощения до 2200 нм. Качественно форма спектров р практически не различается для всех исследуемых порошков, при длинах волны 1400 и 2040 нм видны полосы поглощения, обусловленные ОН-группами, находящимися на поверхности зерен и гранул порошков БаТ11х2гх03 [13]. В области края основного поглощения при увеличении концентрации атомов циркония наблюдается незначительное ухудшение отражательной способности. Из спектров диффузного отражения, изображенных на рис. 4, следует, что наибольшим отражением в видимой и ближней ИК-областях обладает порошок БаТ11х2гх03 при концентрации атомов циркония л; = 0,05, а наименьшим отражением — при концентрации л = 0,15. Разница в коэффициентах отражения для различного содержания атомов циркония на одной длине волны достигает 10 %.

Интегральный коэффициент поглощения солнечного излучения а рассчитывался на основе коэффициента диффузного отражения по следующей формуле:

а = 1 - ^ =

х2

|рх Iх < х £ р>

х1 _ 1 /=1

Х1

где ^ — интегральный коэффициент диффузного отражения солнечного излучения, рассчитанный как среднеарифметическое значение коэффициента диффузного отражения по 24 точкам, расположенным на равноэнергетических участках спектра излучения Солнца, согласно международным стандартам [14, 15]; рх — спектральная отражательная способность; I — спектр излучения Солнца; мкм, — крайние значения диапазона солнечного спектра (в области 0,2 — 2,5 мкм Солнце излучает 98 % всей энергии); п — количество равноэнергетиче-ских участков солнечного спектра, определяемых из таблиц стандартов [14, 15].

Как видно из данных табл. 3, все синтезированные порошки имеют достаточно низкие интегральные коэффициенты по-

Рис. 5. Зависимость интегрального коэффициента поглощения солнечного излучения от содержания циркония в твердом растворе ВаТ^^г^

Таблица 3

Значения интегрального коэффициента поглощения солнечного излучения порошков ВаП^гр при различных значениях х

х 0,00 0,01 0,03 0,05 0,10 0,15 0,20 0,30

а 5 0,104 0,102 0,101 0,100 0,128 0,151 0,107 0,107

П р и м е ч а н и е. Представленные результаты получены расчетным путем на основе спектров диффузного отражения солнечного излучения.

глощения солнечного излучения в диапазоне от 0,100 до 0,151 и могут быть отнесены к классу «солнечный отражатель». Наименьшим значением а (0,100) обладает порошок ВаТ^^г^, содержащий 5 % катионов циркония (х = 0,05), а наибольшим (0,151) — порошок с содержанием 15 % катионов циркония (х = 0,15).

На рис. 5 представлена зависимость а от процентного содержания замещающих атомов циркония в диапазоне от 0 до 30 % (а = = 0 — 0,30). При увеличении концентрации атомов циркония в соединениях ВаИ1_х2гх03 интегральный коэффициент поглощения солнечного излучения изменяется по достаточно сложной зависимости с минимумом и максимумом. Наибольшие значения а наблюдаются при концентрациях атомов циркония 10 и 15 %.

Заключение

Методом твердофазной реакции с двух-стадийным прогревом синтезированы порошки ВаИ1_х2гх03 из смесей порошков микронных размеров ВаС03, 2г02 и ТЮ2 при концентрации замещающих атомов циркония 1 - 30 масс. % (х = 0,01 - 0,30). Исследованы зависимости гранулометрического и фазового составов, спектров диффузного отражения в ультрафиолетовой, видимой и ближней инфракрасной областях и интегрального коэффициента поглощения а от концентрации атомов циркония. Установлено, что максимальный выход основной фазы порошка составляет 90,3 %. Вид спектров диффузного отражения синтезированных микропорошков ВаТ11—2г03 в зависимости от концентрации атомов циркония изменяется незначительно, однако количественные

изменения достигают 10 %. Изменение интегрального коэффициента поглощения исследованных порошков при различной концентрации замещающих катионов циркония может достигать 34 %. Проведенные диэлектрические исследования спрессованных порошков выявили присутствие двух максимумов на температурных зависимостях диэлектрической проницаемости, связанных с фазовыми переходами (ФП). Определены температуры этих ФП для всех составов. Об-

наружено, что низкотемпературный ФП в исследованных растворах наблюдается при комнатных температурах, что выдвигает данные соединения в разряд перспективных для изготовления пигментов термостабилизиру-ющих покрытий для эксплуатации при рабочих температурах космических аппаратов.

Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 19-32-60067.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Li Q., Fan D., Xuan Y. Thermal radiative properties of plasma sprayed thermochromic coating // Journal of Alloys and Compounds. 2014. Vol. 583. 25 February. Pp. 516-522.

2. Green N.W., Kim W., Low N., Zhou Ch., Andersen A., Linton T., Martin E. Electrostatic discharges from conductive thermal coatings // IEEE Transactions on Plasma Science. 2019. Vol. 47. No. 8. Part 2. Pp. 3759-3765.

3. Yamamoto T., Sato Y., Tanaka T., Hayashi K., Ikuhara Y., Sakuma T. Electron transport behaviors across single grain boundaries in «-type BaTiO3, SrTiO3 and ZnO // Journal of Materials Science. 2005. Vol. 40. No. 4. Pp. 881-887.

4. Lee J.H., Nersisyan H.H., Lee H.H., Won C.W. Structural change of hydrothermal BaTiO3 powder // Journal of Materials Science. 2004. Vol. 39. No. 4. Pp. 1397-1401.

5. Rout S.K. Phase formation and dielectric studies of some BaO-TiO2-ZrO2 based perovskite system. A thesis in physics (Materials Science). April 2006. Department of Physics. National Institute of Technology. Rourkela-769 008 (A Deemed University) Orissa, India. 166 p.

6. Wang H., Cao X., Liu F., Guo S., Ren X., Yang S. Synthesis and electrochemical properties of transparent nanostructured BaTiO3 film electrodes // Open Journal of Inorganic Chemistry. 2015. Vol. 5. No. 2. Pp. 30-39.

7. Mikhailov M.M., Ul'yanitskii V.Yu., Vlasov V.A., Sokolovskiy A.N., Lovitskii A.A. Thermosta-bilizing BaTiO3 coatings synthesized by detonation spraying method // Surface and Coating Technolo-

gy. 2017. Vol. 319. 15 June. Pp. 70-75.

8. Но C., Fu S.-L. Effects of zirconium on the structural and dielectric properties of (Ba, Sr) TiO3 solid solution // Journal of Materials Science. 1990. Vol. 25. No. 11. Pp. 4699-4703.

9. Son S.Y., Kim B.S., Oh S.H., Choi D.K., Yoo C.C., Lee S.I., Dai Z.R., Ohuchi F.S. Electrical properties of (Ba, Sr)TiO3 on (Sr, Ca)RuO3 electrode // Journal of Materials Science. 1999. Vol. 34. No. 24. Pp. 6115-6119.

10. Сабури О., Вакино К., Фудзикава Н. Полупроводники на основе титаната бария. Пер. с японского яз. М.: Энергоиздат, 1982. 53 с.

11. Горев М.В., Бондарев В.С., Флёров И.Н., Сью Ф., Саварио Ж.-М. Исследования теплоемкости двойных перовскитоподобных соединений BaTi1-;cZrP3 // Физика твердого тела. 2005. Т. 47. № 12. С. 2212-2216.

12. Shvartsman V.V., Zhai J., Kleemann W. The dielectric relaxation in solid solutions BaTi1-xZrxP3 // Ferroelectrics. 2009. Vol. 379. No. 1.*Pp. 77-85.

13. Cronemeyer D.C. Infrared absorption of reduced rutile TiO2 single crystals // Physical Review. 1959. Vol. 113. No. 5. Pp. 1222-1226.

14. ASTM E490 - 00a standard solar constant and zero air mass solar spectral irradiance tables. 2005. https://www.astm.org/Standards/E490.htm

15. ASTM E903 - 96 standard test method for solar absorptance. Reflectance, and transmit-tance of materials using integrating spheres. 2005. https://www.astm.org/DATABASE.CART/HIS-TPRICAL/E903-96.htm

Статья поступила в редакцию 31.03.2021, принята к публикации 27.04.2021.

СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ

МИХАЙЛОВ Михаил Михайлович — доктор физико-математических наук, профессор, заведующий лабораторией радиационного и космического материаловедения Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники, г. Томск, Российская Федерация. 634050, Российская Федерация, г. Томск, пр. Ленина, 40 membrana2010@mail.ru

АЛЕКСЕЕВА Ольга Александровна — кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник лаборатории радиационного и космического материаловедения Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники, г. Томск, Российская Федерация. 634050, Российская Федерация, г. Томск, пр. Ленина, 40 kblackhole2010@yandex.ru

ЮРЬЕВ Семен Александрович — кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории радиационного и космического материаловедения Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники, г. Томск, Российская Федерация. 634050, Российская Федерация, г. Томск, пр. Ленина, 40 semyon.yuryev@tusur.ru

ЛАПИН Алексей Николаевич — кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории радиационного и космического материаловедения Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники, г. Томск, Российская Федерация. 634050, Российская Федерация, г. Томск, пр. Ленина, 40 alexey.lapin@tusur.ru

КОРОЛЕВА Екатерина Юрьевна — кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник научно-образовательного центра «Физика нанокомпозитных материалов электронной техники» Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого, Санкт-Петербург, Российская Федерация.

195251, Российская Федерация, г. Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29 e.yu.koroleva@mail.ioffe.ru

REFERENCES

1. Li Q., Fan D., Xuan Y., Thermal radiative properties of plasma sprayed thermochromic coating, Journal of Alloys and Compounds. 583 (25 February) (2014) 516-522.

2. Green N.W., Kim W., Low N., et al., Electrostatic discharges from conductive thermal coatings, IEEE Transactions on Plasma Science. 47 (8-2) (2019) 3759-3765.

3. Yamamoto T., Sato Y., Tanaka T., et al., Electron transport behaviors across single grain boundaries in «-type BaTiO3, SrTiO3 and ZnO, Journal of Materials Science. 40 (4) (20(35) 881- 8 87.

4. Lee J.H., Nersisyan H.H., Lee H.H., Won C.W., Structural change of hydrothermal BaTiO3 powder, Journal of Materials Science. 39 (4) (2004) 1397-1401.

5. Rout S.K., Phase formation and dielectric studies of some BaO-TiO2-ZrO2 based perovskite system, A thesis in physics (Materials Science), April 2006, Department of Physics, National Institute of Technology, Rourkela-769 008 (A Deemed University) Orissa, India, 2006.

6. Wang H., Cao X., Liu F., et al., Synthesis and electrochemical properties of transparent nano-

structured BaTiO3 film electrodes, Open Journal of Inorganic Chemistry. 5 (2) (2015) 30-39.

7. Mikhailov M.M., Ul'yanitskii V.Yu., Vlasov V.A., et al., Thermostabilizing BaTiO3 coatings synthesized by detonation spraying method, Surface Coating Technology. 319 (15 June) (2017) 70-75.

8. ^ C., Fu S.-L., Effects of zirconium on the structural and dielectric properties of (Ba, Sr) TiO3 solid solution, Journal of Materials Science. 25 (11) (1990) 4699-4703.

9. Son S.Y., Kim B.S., Oh S.H., et al., Electrical properties of (Ba, Sr) TiO3 on (Sr, Ca) RuO3 electrode, Journal of Materials Science. 34 (24) (1999) 6115-6119.

10. Saburi O., Wakino K., Fuzikawa N., Semiconductors based on barium titanate, Tokyo, 1977.

11. Gorev M., Bondarev V., Flerov I., et al.,

Heat capacity study of double perovskite-like compounds BaTi1-xZrP3, Physics of the Solid State. 47 (12) (2005) 2304-2308.

12. Shvartsman V.V., Zhai J., Kleemann W., The dielectric relaxation in solid solutions BaTi, Zr P,

1-x x 3'

Ferroelectrics. 379 (1) (2009) 77-85.

13. Cronemeyer D.C., Infrared absorption of reduced rutile TiO2 single crystals, Physical Review. 113 (5) (1959) 1222-1226.

14. ASTM E490 - 00a Standard Solar Constant and Zero Air Mass Solar Spectral Irradiance Tables. 2005. https://www.astm.org/Standards/E490.htm

15. ASTM E903 - 96 Standard Test Method for Solar Absorptance, Reflectance, and Transmit-tance of Materials Using Integrating Spheres. 2005. https://www.astm.org/DATABASE.CART/HIS-TPRICAL/E903-96.htm

Received 31.03.2021, accepted 27.04.2021.

THE AUTHORS

MIKHAILOV Mikhail M.

Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics 40, Lenin Ave. Tomsk, 634050, Russian Federation membrana2010@mail.ru

ALEKSEEVA Olga A.

Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics 40, Lenin Ave. Tomsk, 634050, Russian Federation blackhole2010@yandex.ru

YURYEV Semen A.

Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics 40, Lenin Ave. Tomsk, 634050, Russian Federation semyon.yuryev@tusur.ru

LAPIN Alexey N.

Tomsk State University of Control Systems and Radioelectronics 40, Lenin Ave. Tomsk, 634050, Russian Federation alexey.lapin@tusur.ru

KOROLEVA Ekaterina Yu.

Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University

29 Politechnicheskaya St., St. Petersburg, 195251, Russian Federation

e.yu.koroleva@mail.ioffe.ru

© Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, 2021