Effect of temperature and⁶⁰Co γ-radiation damage on the electrical and structural properties of BaZrO₃ ceramics

Abstract

Well-sintered barium zirconate ceramic bodies have been prepared and identified. Extensive measurements have been made on these specimens, including X-ray diffraction, and DC-electrical conductivity as a function of temperature before and after exposure to a gamma-radiation dose and after various periods (radiation decay time) following removal of the specimens, from the radiation field. The resistivityvs. temperature curve showed an abrupt change at around 60°, in the reverse direction, indicative of a probable transition from ann- to ap-type semiconduction mechanism. Finally, all the results are discussed in detail and correlated on the basis of the interactions of temperature, ionizing radiation damage and radiation annihilation with the barium zirconate lattice.

Zusammenfassung

Gut gesinterte Bariumzirkonatkörper wurden hergestellt und identifiziert. An diesen Proben wurden umfassende Messungen vorgenommen, einschließlich röntgendiffraktometrische und die der elektrischen Gleichstromleitfähigkeit in Abhängigkeit von der Temperatur vor und nach Bestrahlung mit Gamma-Strahien und in Abhängigkeit von der nach der Bestrahlung vergangenen Zeit (Abklingzeit). Die Kurve des Widerstandes in Abhängigkeit von der Temperatur weist bei etwa 60° eine abrupte Änderung in entgegengesetzte Richtung auf, was auf einen wahrscheinlichen Übergang des halbleitungsmechanismus vomn- zump-Typ hinweist. Die in Einzelheiten diskutierten Ergebnisse sind miteinander in Übereinstimmung und werden mit der Wirkung der Temperatur und der durch Bestrahlung verursachten Schädigung und Annihilation des Bariumzirkonatgitters in Zusammenhang gebracht.

Резюме

На основе цирконата б ария получены и охарактеризованы хо рошо спекающиеся образцы керамики. Пол ученные образцы были подвергнуты обширны м исследованиям, включая рентгено-фаз овый анализ, измерени яdc-электропроводности в зависимости от температуры, дозы обл учения их гамма-лучам и, а также в различные периоды вр емени (время радиоактивного расп ада) после удаления об разцов из зоны облучения. Крива я температурной зависимости удельно го сопротивления пок азала при температуре около 60° р езкий излом в обратное направлени е, указывая тем самым н а возможныйn-p-переход. Полученные результаты детально обсуждены и скоррели рованы с влыянием температур ы, действием ионизирующего излуч ения и радиоактивной аннигиляции на решетку цирконата бария.