Purpose. To investigate the frequency dependence of the electrical conductivity in piezoelectric ceramics based on solid solutions of lead-zirconate titanate oxides.Methodology. To obtain the frequency dependence of the electrical conductivity in piezoelectric ceramics based on solid solutions of lead-zirconate titanate oxides, we used a technique for measuring the resistance of a sample with electrodes deposited on its opposite faces. Using the obtained resistance value, the value of the electrical conductivity of the sample was calculated at various frequencies.Findings. The frequency dependence of the specific electrical conductivity in PZT-22 piezoceramics based on solid solutions of lead-zirconate titanate oxides in the frequency range of 0 < ν < 60 kHz has been obtained by the authors. The specific electrical conductivity in PZT-22 piezoceramics increased over the entire range of frequencies studied. A sharp increase in specific electrical conductivity was observed at frequencies up to 20 kHz. At frequencies of ν > 20 kHz the increase in specific electrical conductivity ceased and at frequencies of ν > 30 kHz its value reached saturation. The maximum value of specific electrical conductivity γ = 0.55 . 10-6 Ohm-1.m-1 was obtained at a frequency of 60 kHz. The frequency dependence of the specific electrical conductivity in PZT-22 piezoceramics in the frequency range of 0 < ν < 60 kHz is analyzed. It was found that the specific electrical conductivity in PZT-22 piezoceramics increases according to a power law in the frequency range of 0 < ν < 10 kHz. The mechanism of changing the electrical conductivity in PZT piezoceramics with increasing frequency of the electric field is discussed. A formula is obtained that satisfactorily describes the experimental dependence of the specific electrical conductivity in PZT-22 piezoceramics on the frequency of an alternating voltage in the frequency range of 0 < ν < 10 kHz and which corresponds to the power law of A. Ioncher. The specific electrical conductivity in the unpolarized PZT-19 piezoceramics increases in the frequency range of 0 < ν < 100 kHz. In the frequency range of 0 < ν < 20 kHz a power law dependence is observed and at frequencies of ν > 20 kHz a power law is violated and the specific electrical conductivity gradually increases without reaching saturation. Originality. The frequency dependence of the electrical conductivity in PZT-22 piezoceramics in the frequency range of 0 < ν < 60 kHz is studied. It is established that the specific electrical conductivity in PZT-22 piezoceramics increases with increasing frequency of the electric field and in the frequency range of 0 < ν < 10 kHz, the nature of its change corresponds to the power law of A. Ioncher. The mechanism of change in electrical conductivity is due to the hopping conductivity of ions and polarons in a dielectric and is explained by the delay of slow polarization mechanisms. The nature of the dependence of the specific electrical conductivity in PZT-19 piezoelectric ceramics is due to the fact that polarization processes do not make a noticeable contribution to the dispersion of the electrical conductivity of unpolarized piezoceramics and the delay of slow polarization mechanisms is not observed.Practical value. When using piezoceramics based on solid solutions of lead-zirconate titanate oxides, it is necessary to take into account the significant dependence of its electrical conductivity on the frequency of an alternating electric field. The research results can be used to study the mechanism of electrical conductivity of piezoceramic materials based on solid solutions of lead-zirconate titanate oxides, which are used in electrical and electronic products under the influence of alternating electric fields of various frequencies.

Цель работы. Исследовать частотную зависимость электрической проводимости пьезокерамики на основе твердых растворов оксидов цирконата-титаната свинца.Методы исследования. Для получения частотной зависимости электрической проводимости пьезокерамики на основе твердых растворов оксидов цирконата-титаната свинца использовалась методика измерения сопротивления образца с нанесенными на его противоположные грани электродами. По полученному значению сопротивления вычислялось значение электрической проводимости образца при различных частотах.Полученные результаты. Авторами получена частотная зависимость удельной электрической проводимости пьезокерамики ЦТС-22 на основе твердых растворов оксидов цирконата-титаната свинца в диапазоне частот 0 < ν < 60 кГц. Удельная электрическая проводимость пьезокерамики ЦТС-22 увеличивалась во всем диапазоне исследованных частот. При частотах до 20 кГц наблюдался резкий рост удельной электрической проводимости. При частотах ν > 20 кГц увеличение удельной электрической проводимости прекращалось, и при частотах ν > 30 кГц ее значение выходило на насыщение. Максимальное значение удельной электрической проводимости γ = 0,55 . 10-6 Ом-1.м-1 было получено при частоте 60 кГц. Проведен анализ частотной зависимости удельной электрической проводимости пьезокерамики ЦТС-22 в диапазоне частот 0 < ν < 60 кГц. Установлено, что в диапазоне частот 0 < ν < 10 кГц удельная электрическая проводимость пьезокерамики ЦТС-22 увеличивается по степенному закону. Обсуждается механизм изменения электрической проводимости пьезокерамики ЦТС при увеличении частоты электрического поля. Получена формула, удовлетворительно описывающая экспериментальную зависимость удельной электрической проводимости пьезокерамики ЦТС-22 от частоты переменного напряжения в диапазоне частот 0 < ν < 10 кГц и которая соответствует степенному закону А. Иончера. Удельная электрическая проводимость не поляризованной пьезокерамики ЦТС-19 увеличивается в диапазоне частот 0 < ν < 100 кГц. В диапазоне частот 0 < ν < 20 кГц наблюдается степенная зависимость, а при частотах ν > 20 кГц происходит нарушение степенного закона и удельная электрическая проводимость постепенно увеличивается, не выходя на насыщение.Научна новизна. Исследована частотная зависимость электрической проводимости пьезокерамики ЦТС-22 в диапазоне частот 0 < ν < 60 кГц. Установлено, что удельная электрическая проводимость пьезокерамики ЦТС-22 повышается с увеличением частоты электрического поля и в диапазоне частот 0 < ν < 10 кГц характер ее изменения соответствует степенному закону А. Иончера. Механизм изменения электрической проводимости обусловлен прыжковой проводимостью ионов и поляронов в диэлектрике и объясняется запаздыванием медленных механизмов поляризации. Характер зависимости удельной электрической проводимости пьезокерамики ЦТС-19 обусловлен тем, что процессы поляризации не дают заметного вклада в дисперсию электрической проводимости не поляризованной пьезокерамики и запаздывания медленных механизмов поляризации не наблюдается.Практическая ценность. При эксплуатации пьезокерамики на основе твердых растворов оксидов цирконата-титаната свинца необходимо учитывать существенную зависимость ее электрической проводимости от частоты переменного электрического поля. Результаты исследований могут быть использованы для изучения механизма электрической проводимости пьезокерамических материалов на основе твердых растворов оксидов цирконата-титаната свинца, эксплуатируемых в электротехнических и электронных изделиях при воздействии переменных электрических полей различных частот.

Мета роботи. Дослідити частотну залежність електричної провідності п'єзокераміки на основі твердих розчинів оксидів цирконата-титанату свинцю.Методи дослідження. Для отримання частотної залежності електричної провідності п'єзокераміки на основі твердих розчинів оксидів цирконата-титанату свинцю використовувалась методика вимірювання опору зразка з нанесеними на його протилежні грані електродами. За отриманого значення опору обчислювалося значення питомої електричної провідності зразка при різних частотах.Отримані результати. Авторами отримана частотна залежність питомої електричної провідності п'єзокераміки ЦТС-22 на основі твердих розчинів оксидів цирконата-титанату свинцю в діапазоні частот 0 < ν < 60 кГц. Питома електрична провідність п'єзокераміки ЦТС-22 збільшувалася у всьому діапазоні досліджених частот. При частотах до 20 кГц спостерігалося різке зростання питомої електричної провідності. При частотах ν > 20 кГц збільшення питомої електричної провідності припинялося, і при частотах ν > 30 кГц її значення виходило на насичення. Максимальне значення питомої електричної провідності γ = 0,55. 10-6 Ом-1.м-1 було отримано при частоті 60 кГц. Проведено аналіз частотної залежності питомої електричної провідності п'єзокераміки ЦТС-22 в діапазоні частот 0 < ν < 60 кГц. Встановлено, що в діапазоні частот 0 < ν < 10 кГц питома електрична провідність п'єзокераміки ЦТС-22 збільшується за степеневим законом. Обговорюється механізм зміни електричної провідності п'єзокераміки ЦТС при збільшенні частоти електричного поля. Отримана формула, задовільно описує експериментальну залежність питомої електричної провідності п'єзокераміки ЦТС-22 від частоти змінної напруги в діапазоні частот 0 <ν <10 кГц і яка відповідає степеневому закону А. Іончера. Питома електрична провідність не поляризованої п'єзокераміки ЦТС-19 збільшується в діапазоні частот 0 < ν < 100 кГц. В діапазоні частот 0 < ν < 20 кГц спостерігається степенева залежність, а при частотах ν > 20 кГц відбувається порушення степеневого закону і питома електрична провідність поступово збільшується, не виходячи на насичення.Наукова новизна. Досліджено частотну залежність електричної провідності п'єзокераміки ЦТС-22 в діапазоні частот 0 < ν < 60 кГц. Встановлено, що питома електрична провідність п'єзокераміки ЦТС-22 підвищується зі збільшенням частоти електричного поля і в діапазоні частот 0 < ν < 10 кГц характер її зміни відповідає степеневому закону А. Іончера. Механізм зміни електричної провідності обумовлений стрибковою провідністю іонів і поляронів в діелектрику і пояснюється запізненням повільних механізмів поляризації. Характер залежності питомої електричної провідності п'єзокераміки ЦТС-19 обумовлений тим, що процеси поляризації не дають помітного внеску в дисперсію електричної провідності не поляризованої п'єзокераміки і запізнювання повільних механізмів поляризації не спостерігається.Практична цінність. При експлуатації п'єзокераміки на основі твердих розчинів оксидів цирконата-титанату свинцю необхідно враховувати суттєву залежність її електричної провідності від частоти змінного електричного поля. Результати досліджень можуть бути використані для вивчення механізму електричної провідності пьезокерамічних матеріалів на основі твердих розчинів оксидів цирконата-титанату свинцю,що експлуатуються в електротехнічних і електронних виробах при впливі змінних електричних полів різних частот.