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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 5/2014

01.05.2014

Grain growth, densification and electrical properties of lead-free piezoelectric ceramics from nanocrystalline (Ba0.85Ca0.15)(Ti0.90Zr0.10)O3 powder by sol–gel technique

verfasst von: Xiaobin Yan, Feng Gao, Biaolin Peng, Zhengtang Liu

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 5/2014

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Abstract

The sintering behavior revealed in the sintering processes of the conventional and a two-step process and electrical properties of the (Ba0.85Ca0.15)(Ti0.90Zr0.10)O3 ceramics from the nanocrystalline powders synthesized by a sol–gel technique were systematically studied. It was found that the sintering process of the (Ba0.85Ca0.15)(Ti0.90Zr0.10)O3 ceramics made from nanocrystalline powders was significantly improved, the sintering temperature was reduced markedly from 1,540 to 1,280 °C, as well as a high relative density (>97 %) was obtained in the conventional sintering. Under the two-step sintering conditions, the full densification and the most suppression of grain growth was achieved simultaneously. The (Ba0.85Ca0.15)(Ti0.90Zr0.10)O3 ceramics from nanocrystalline powders sintered by the two-step sintering technique (sintered at T 1 of 1,300 °C for 1 min and T 2 of 1,150 °C for 20 h) exhibited the optimum average grain size of 700 nm and a high relative density of 98 %. The electrical properties of the (Ba0.85Ca0.15)(Ti0.90Zr0.10)O3 ceramics were greatly influenced by the grain size and phase structure formed under the both sintering conditions, with sintering temperature and grain size increased, the electrical properties of the (Ba0.85Ca0.15)(Ti0.90Zr0.10)O3 ceramics, which made from nanocrystalline powders, shows an enhancing trend: d 33 ~100 pC/N, k p ~53.3 % for the specimen sintered at 1,300 °C for 1 min and 1,150 °C for 20 h, d 33 ~310 pC/N, k p ~53.3 % for the specimen sintered at 1,350 °C for 2 h respectively.

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Metadaten
Titel
Grain growth, densification and electrical properties of lead-free piezoelectric ceramics from nanocrystalline (Ba0.85Ca0.15)(Ti0.90Zr0.10)O3 powder by sol–gel technique
verfasst von
Xiaobin Yan
Feng Gao
Biaolin Peng
Zhengtang Liu
Publikationsdatum
01.05.2014
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 5/2014
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-014-1862-x

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