Skip to main content
Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 14/2017

01.04.2017

Geometrical influence of conducting fillers on the dielectric tunable properties of antiferroelectric ceramic/conducting filler/polystyrene composites under low electric field

verfasst von: Xue Zhang, Bing Xie, Sisi Liu, Ming-Yu Li, Kang Zhao, Shenglin Jiang

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 14/2017

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

(Pb0.87Ba0.1La0.02)(Zr0.7Sn0.24Ti0.06)O3 (PBLZST) antiferroelectric ceramic/conducting filler (carbon nanopowder, graphene nanosheets or carbon nanotubes)/polystyrene (PS) composites were prepared by solution-mixing method and molded by hot-pressing process. All composites exhibited high room-temperature tunability under low electric field (200 V/mm) due to the introduction of conducting filler, which increased the effective electric field applied on the ceramics particles. For different carbon conducting fillers, their shapes are different and thus they have different specific surface areas, resulting in different mass ratios for obtaining highest dielectric tunability. The maximum room-temperature dielectric tunability of three-phase composites with different conducting fillers were respectively 17.5% (1.0 wt% carbon nanopowder), 17% (0.4 wt% carbon nanotubes) and 20% (0.6 wt% graphene nanosheets) at 200 V/mm, which were two or three times of the tunability of PBLZST/PS composites without any conducting fillers. Besides, all composites showed low dielectric loss and permittivity that met the practical application requirements. All these make three-phase composites obtained in this work promising candidates for tunable devices application.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat G.X. Hu, F. Gao, J. Kong, S.J. Yang, Q.Q. Zhang, Z.T. Liu, Y. Zhang, H.J. Sun, J. Alloys Compd. 619, 686 (2015)CrossRef G.X. Hu, F. Gao, J. Kong, S.J. Yang, Q.Q. Zhang, Z.T. Liu, Y. Zhang, H.J. Sun, J. Alloys Compd. 619, 686 (2015)CrossRef
2.
Zurück zum Zitat H. Chen, Z.Z. Cao, L.Y. Wang, W.Y. He, J.M. Sun, Y.F. Zhang, X.Z. Ruan, J. Alloys Compd. 616, 213 (2014)CrossRef H. Chen, Z.Z. Cao, L.Y. Wang, W.Y. He, J.M. Sun, Y.F. Zhang, X.Z. Ruan, J. Alloys Compd. 616, 213 (2014)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat H. Khassaf, N. Khakpash, F. Sun, N.M. Sbrockey, G.S. Tompa, T.S. Kalkur, S.P. Alpay, Appl. Phys. Lett. 104, 202902 (2014)CrossRef H. Khassaf, N. Khakpash, F. Sun, N.M. Sbrockey, G.S. Tompa, T.S. Kalkur, S.P. Alpay, Appl. Phys. Lett. 104, 202902 (2014)CrossRef
4.
Zurück zum Zitat M. A. Ahmad, M. Brunet, S. Payan, D. Michau, M. Maglione, R. Plana, IEEE Microw. Wirel. Co. 17, 769 (2007)CrossRef M. A. Ahmad, M. Brunet, S. Payan, D. Michau, M. Maglione, R. Plana, IEEE Microw. Wirel. Co. 17, 769 (2007)CrossRef
5.
Zurück zum Zitat R. Laishram, S.K. Pandey, O.P. Thakur, D.K. Bhattacharya, J. Alloys Compd. 579, 205 (2013)CrossRef R. Laishram, S.K. Pandey, O.P. Thakur, D.K. Bhattacharya, J. Alloys Compd. 579, 205 (2013)CrossRef
6.
Zurück zum Zitat N.K. Pervez, P.J. Hansen, R.A. York, Appl. Phys. Lett. 85, 4451 (2004)CrossRef N.K. Pervez, P.J. Hansen, R.A. York, Appl. Phys. Lett. 85, 4451 (2004)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat Z. He, B.X. Liu, C.N. Li, Y.Y. He, C.L. Zeng, B.Y. Li, Y.Z. Sun, Y.B. Xu, Ceram. Int. 41, 6286 (2015)CrossRef Z. He, B.X. Liu, C.N. Li, Y.Y. He, C.L. Zeng, B.Y. Li, Y.Z. Sun, Y.B. Xu, Ceram. Int. 41, 6286 (2015)CrossRef
9.
10.
Zurück zum Zitat J.F. Wang, T.Q. Yang, K. Wei, G. Li, S.C. Chen, J. Am. Ceram. Soc. 95, 1483 (2012)CrossRef J.F. Wang, T.Q. Yang, K. Wei, G. Li, S.C. Chen, J. Am. Ceram. Soc. 95, 1483 (2012)CrossRef
11.
13.
Zurück zum Zitat B. Wen, M.S. Cao, Z.L. Hou, W.L. Song, L. Zhang, M.M. Lu, H.B. Jin, X.Y. Fang, W.Z. Wang, J. Yuan, Carbon 65, 124 (2013)CrossRef B. Wen, M.S. Cao, Z.L. Hou, W.L. Song, L. Zhang, M.M. Lu, H.B. Jin, X.Y. Fang, W.Z. Wang, J. Yuan, Carbon 65, 124 (2013)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat C. Huang, Q.M. Zhang, G. Debotton, S. K., Bhattacharya. Appl. Phys. Lett. 84, 4391 (2014)CrossRef C. Huang, Q.M. Zhang, G. Debotton, S. K., Bhattacharya. Appl. Phys. Lett. 84, 4391 (2014)CrossRef
15.
Zurück zum Zitat O. Vryonis, D.L. Anastassopoulos, A.A. Vradis, G.C. Psarras, Polymer 95, 82 (2016)CrossRef O. Vryonis, D.L. Anastassopoulos, A.A. Vradis, G.C. Psarras, Polymer 95, 82 (2016)CrossRef
16.
Zurück zum Zitat Z.-M. Dang, J.K. Yuan, S.H. Yao, R.J. Liao, Adv. Mater. 25, 6334 (2013)CrossRef Z.-M. Dang, J.K. Yuan, S.H. Yao, R.J. Liao, Adv. Mater. 25, 6334 (2013)CrossRef
17.
Zurück zum Zitat S.H. Lee, D.H. Lee, W.J. Lee, S.O. Kim, Adv. Funct. Mater. 21, 1338 (2011)CrossRef S.H. Lee, D.H. Lee, W.J. Lee, S.O. Kim, Adv. Funct. Mater. 21, 1338 (2011)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat M. Lei, Z. J. Feng, Z. He, B. X. Liu, Y.Y. He, B.Y. Li, Y.B. Xu, Ceram. Int. 41, 8791 (2015)CrossRef M. Lei, Z. J. Feng, Z. He, B. X. Liu, Y.Y. He, B.Y. Li, Y.B. Xu, Ceram. Int. 41, 8791 (2015)CrossRef
19.
Zurück zum Zitat G.Z. Zhang, X.S. Zhang, T.N. Yang, Q. Li, L.Q. Chen, S.L. Jiang, Q. Wang, ACS Nano. 9, 7164 (2015)CrossRef G.Z. Zhang, X.S. Zhang, T.N. Yang, Q. Li, L.Q. Chen, S.L. Jiang, Q. Wang, ACS Nano. 9, 7164 (2015)CrossRef
20.
Zurück zum Zitat S.H. Yao, Z.M. Dang, M.J. Jiang, H.P. Xu, J.B. Bai, Appl. Phys. Lett. 91, 212901 (2007)CrossRef S.H. Yao, Z.M. Dang, M.J. Jiang, H.P. Xu, J.B. Bai, Appl. Phys. Lett. 91, 212901 (2007)CrossRef
21.
Zurück zum Zitat C. Wu, X.Y. Huang, G.L. Wang, X.F. Wu, K. Yang, S.T. Li, P.K. Jiang, J. Mater. Chem. 22, 7010 (2012)CrossRef C. Wu, X.Y. Huang, G.L. Wang, X.F. Wu, K. Yang, S.T. Li, P.K. Jiang, J. Mater. Chem. 22, 7010 (2012)CrossRef
22.
Zurück zum Zitat G.Z. Zhang, S.S. Liu, Y. Yu, Y.K. Zeng, Y.Y. Zhang, X. Hu, S.L. Jiang, J. Eur. Ceram. Soc. 33, 113 (2013)CrossRef G.Z. Zhang, S.S. Liu, Y. Yu, Y.K. Zeng, Y.Y. Zhang, X. Hu, S.L. Jiang, J. Eur. Ceram. Soc. 33, 113 (2013)CrossRef
23.
Zurück zum Zitat C. Pei, S.L. Jiang, Y. Yu, Y.K. Zeng, G.Z. Zhang, J. Mater. Sci-Mate El. 26, 3236 (2015)CrossRef C. Pei, S.L. Jiang, Y. Yu, Y.K. Zeng, G.Z. Zhang, J. Mater. Sci-Mate El. 26, 3236 (2015)CrossRef
24.
Zurück zum Zitat K.S. Deepa, S.K. Nisha, P. Parameswaran, M.T. Sebastian, J. James, Appl. Phys. Lett. 94, 142902 (2009)CrossRef K.S. Deepa, S.K. Nisha, P. Parameswaran, M.T. Sebastian, J. James, Appl. Phys. Lett. 94, 142902 (2009)CrossRef
25.
Zurück zum Zitat S.B. Luo, S.H. Yu, R. Sun, C.P. Wong, ACS Appl. Mater. Inter. 6, 176 (2013)CrossRef S.B. Luo, S.H. Yu, R. Sun, C.P. Wong, ACS Appl. Mater. Inter. 6, 176 (2013)CrossRef
26.
Zurück zum Zitat C.J. Kerr, Y.Y. Huang, J.E. Marshall, E.M. Terentjev, J. Appl. Phys. 109, 094109 (2011)CrossRef C.J. Kerr, Y.Y. Huang, J.E. Marshall, E.M. Terentjev, J. Appl. Phys. 109, 094109 (2011)CrossRef
27.
Zurück zum Zitat I. Dubnikova, E. Kuvardina, V. Krasheninnikov, S. Lomakin, I. Tchmutin, S. Kuznetsov, J. Appl. Polym. Sci. 117(1), 259 (2010) I. Dubnikova, E. Kuvardina, V. Krasheninnikov, S. Lomakin, I. Tchmutin, S. Kuznetsov, J. Appl. Polym. Sci. 117(1), 259 (2010)
28.
Zurück zum Zitat S.H. Yao, J.K. Yuan, T. Zhou, Z.-M. Dang, J.B. Bai, J. Phys. Chem. C 115, 20011 (2011)CrossRef S.H. Yao, J.K. Yuan, T. Zhou, Z.-M. Dang, J.B. Bai, J. Phys. Chem. C 115, 20011 (2011)CrossRef
29.
Zurück zum Zitat A. Jayakrishnan, D. Kavitha, A. Arthi, N. Nagarajan, M. Balachandran, Mater. Today 3(6), 2381 (2016)CrossRef A. Jayakrishnan, D. Kavitha, A. Arthi, N. Nagarajan, M. Balachandran, Mater. Today 3(6), 2381 (2016)CrossRef
Metadaten
Titel
Geometrical influence of conducting fillers on the dielectric tunable properties of antiferroelectric ceramic/conducting filler/polystyrene composites under low electric field
verfasst von
Xue Zhang
Bing Xie
Sisi Liu
Ming-Yu Li
Kang Zhao
Shenglin Jiang
Publikationsdatum
01.04.2017
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 14/2017
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-017-6782-0

Weitere Artikel der Ausgabe 14/2017

Journal of Materials Science: Materials in Electronics 14/2017 Zur Ausgabe

Neuer Inhalt