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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 1/2017

11.08.2016

Effect of (Co1/3Sb2/3) complex doping on the structure and electrical properties of 0.96(K0.49Na0.51)(Nb0.97Ta0.03)O3–0.04Bi0.5Na0.5ZrO3 lead-free piezoelectric ceramics

verfasst von: Zong-Yang Shen, Wan-Cheng Shen, Yue-Ming Li, Wen-Qin Luo, Zhu-Mei Wang

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 1/2017

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Abstract

0.96(K0.49Na0.51)(Nb0.97−x (Co1/3Sb2/3) x Ta0.03)O3–0.04Bi0.5Na0.5ZrO3 (abbreviated as 0.96KNNT-CS x –0.04BNZ, x = 0.000, 0.002, 0.004, 0.006, 0.008, 0.010) lead-free piezoelectric ceramics were prepared via a solid state reaction method. The effect of (Co1/3Sb2/3) doping amount x on the structure and electrical properties of the ceramics was investigated. The XRD patterns showed the formation of a pure perovskite structure with the coexistence of orthorhombic and tetragonal phases over the whole compositions. However, the vibrational modes slightly shift towards lower frequencies with the increase of x value in the Raman scattering spectra, indicating that the (Co1/3Sb2/3) should be incorporated into the perovskite lattice. The optimal electrical properties obtained in the ceramics with x = 0.008 were as follows: piezoelectric coefficient d 33 = 347 pC/N, planar electromechanical coupling coefficient k p = 42.9 %, mechanical quality factor Q m = 47, dielectric permittivity \( \varepsilon_{33}^{T} /\varepsilon_{0} \) = 1435, dielectric loss tanδ = 2.7 %, and Curie temperature T c = 303 °C.

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Metadaten
Titel
Effect of (Co1/3Sb2/3) complex doping on the structure and electrical properties of 0.96(K0.49Na0.51)(Nb0.97Ta0.03)O3–0.04Bi0.5Na0.5ZrO3 lead-free piezoelectric ceramics
verfasst von
Zong-Yang Shen
Wan-Cheng Shen
Yue-Ming Li
Wen-Qin Luo
Zhu-Mei Wang
Publikationsdatum
11.08.2016
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 1/2017
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-016-5502-5

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