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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 5/2020

03.02.2020

Investigation of the electrical properties of textured 0.5[Ba(Zr0.2Ti0.8)]O3–0.5[(Ba0.7Ca0.3)TiO3] piezoceramics

verfasst von: Ömer Çakmak, Ebru Mensur-Alkoy, Gözde Toprak, Önder Tuna, Sedat Alkoy

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 5/2020

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Abstract

In this study, lead-free 0.5[Ba(Zr0.2Ti0.8)]O3–0.5[(Ba0.7Ca0.3)TiO3] (BZT–BCT) piezoelectric ceramics were prepared in the temperature range of 1360–1480 °C by dry-pressing and tape-casting. 5 mole% plate-like BaTiO3 templates were used for texturing BZT–BCT through templated grain growth process. Highly textured ceramics with up to 0.94° of grain orientation as determined by the Lotgering factor were obtained with optimum sintering conditions. Textured ceramics exhibited excellent electromechanical properties (d33* > 900 pm/V, x > 0.19%) and dielectric properties (εr > 3000, tanδ < 1.8%) at room temperature. The Curie–Weiss analysis indicated that while ceramics with randomly oriented grains showed a mixed character between normal and relaxor ferroelectric behavior, development of texture led to a decrease in the diffuseness of the phase transition.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat B. Jaffe, W.R. Cook, H. Jaffe, Piezoelectric Ceramics (Academic Press, London, 1971), pp. 135–183 B. Jaffe, W.R. Cook, H. Jaffe, Piezoelectric Ceramics (Academic Press, London, 1971), pp. 135–183
2.
Zurück zum Zitat J. Rödel, W. Jo, K.T. Seifert, E.M. Anton, T. Granzow, D. Damjanovic, J. Am. Ceram. Soc. 92(6), 1153–1177 (2009)CrossRef J. Rödel, W. Jo, K.T. Seifert, E.M. Anton, T. Granzow, D. Damjanovic, J. Am. Ceram. Soc. 92(6), 1153–1177 (2009)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat A.J. Moulson, J.M. Herbert, Electroceramics: Materials, Properties and Applications, 2nd edn. (Wiley, New York, 2003), pp. 339–410CrossRef A.J. Moulson, J.M. Herbert, Electroceramics: Materials, Properties and Applications, 2nd edn. (Wiley, New York, 2003), pp. 339–410CrossRef
4.
Zurück zum Zitat J. Rödel, A.B.N. Kounga, M. Weissenberger-Eibl, D. Koch, A. Bierwisch, W. Rossner, M.J. Hoffmann, R. Danzer, G. Schneider, J. Eur. Ceram. Soc. 29(9), 1549–1560 (2009)CrossRef J. Rödel, A.B.N. Kounga, M. Weissenberger-Eibl, D. Koch, A. Bierwisch, W. Rossner, M.J. Hoffmann, R. Danzer, G. Schneider, J. Eur. Ceram. Soc. 29(9), 1549–1560 (2009)CrossRef
5.
6.
Zurück zum Zitat M.D. Maeder, D. Damjanovic, N. Setter, J. Electroceram. 13(1–3), 385–392 (2004)CrossRef M.D. Maeder, D. Damjanovic, N. Setter, J. Electroceram. 13(1–3), 385–392 (2004)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat T. Takenaka, H. Nagata, Y. Hiruma, Jpn. J. Appl. Phys. 47(5), 3787–3801 (2008)CrossRef T. Takenaka, H. Nagata, Y. Hiruma, Jpn. J. Appl. Phys. 47(5), 3787–3801 (2008)CrossRef
9.
Zurück zum Zitat J. Gao, D. Xue, Y. Wang, D. Wang, L. Zhang, et.al, Appl. Phys. Lett. 99(9), 092901 (2011)CrossRef J. Gao, D. Xue, Y. Wang, D. Wang, L. Zhang, et.al, Appl. Phys. Lett. 99(9), 092901 (2011)CrossRef
10.
Zurück zum Zitat X. Qian, H. Ye, Y. Zhang, H. Gu, X. Li, C.A. Randall, Q.M. Zhang, Adv. Funct. Mater. 24(9), 1300–1305 (2014)CrossRef X. Qian, H. Ye, Y. Zhang, H. Gu, X. Li, C.A. Randall, Q.M. Zhang, Adv. Funct. Mater. 24(9), 1300–1305 (2014)CrossRef
11.
Zurück zum Zitat G. Hu, B. Xu, X. Yan, J. Li., F. Gao, Z. Liu, Y. Zhang, H. Sun, J. Mater. Sci. 25(4), 1817–1827 (2014) G. Hu, B. Xu, X. Yan, J. Li., F. Gao, Z. Liu, Y. Zhang, H. Sun, J. Mater. Sci. 25(4), 1817–1827 (2014)
12.
Zurück zum Zitat P. Wang, Y.X. Li, Y.Q. Lu, J. Eur. Ceram. Soc. 31(11), 2005–2012 (2011)CrossRef P. Wang, Y.X. Li, Y.Q. Lu, J. Eur. Ceram. Soc. 31(11), 2005–2012 (2011)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat M. Acosta, N. Novak, V. Rojas, S. Patel, R. Vaish, J. Koruza, G.A. Rossetti, J. Rödel, Appl. Phys. Rev. 4(4), 041305 (2017)CrossRef M. Acosta, N. Novak, V. Rojas, S. Patel, R. Vaish, J. Koruza, G.A. Rossetti, J. Rödel, Appl. Phys. Rev. 4(4), 041305 (2017)CrossRef
15.
Zurück zum Zitat Y. Chang, J. Wu, Y. Sun, S. Zhang, X. Wang, B. Yang, G.L. Messing, W. Cao, Appl. Phys. Lett. 107(8), 082902 (2015)CrossRef Y. Chang, J. Wu, Y. Sun, S. Zhang, X. Wang, B. Yang, G.L. Messing, W. Cao, Appl. Phys. Lett. 107(8), 082902 (2015)CrossRef
16.
Zurück zum Zitat G.L. Messing, S. Trolier-McKinstry, E.M. Sabolsky, C. Duran, S. Kwon, B. Brahmaroutu, P. Park, H. Yilmaz, P.W. Rehrig, K.B. Eitel, E. Suvaci, M. Seabaugh, K.S. Oh, Crit. Rev. Solid State Mater. Sci. 29(2), 45–96 (2004)CrossRef G.L. Messing, S. Trolier-McKinstry, E.M. Sabolsky, C. Duran, S. Kwon, B. Brahmaroutu, P. Park, H. Yilmaz, P.W. Rehrig, K.B. Eitel, E. Suvaci, M. Seabaugh, K.S. Oh, Crit. Rev. Solid State Mater. Sci. 29(2), 45–96 (2004)CrossRef
17.
Zurück zum Zitat A. Berksoy-Yavuz, E. Mensur-Alkoy, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 29(10), 13310–13320 (2018)CrossRef A. Berksoy-Yavuz, E. Mensur-Alkoy, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 29(10), 13310–13320 (2018)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat E.M. Sabolsky, S. Trolier-McKinstry, G.L. Messing, J. Appl. Phys. 93(7), 4072 (2003)CrossRef E.M. Sabolsky, S. Trolier-McKinstry, G.L. Messing, J. Appl. Phys. 93(7), 4072 (2003)CrossRef
19.
Zurück zum Zitat S. Kwon, E.M. Sabolsky, G.L. Messing, S. Trolier-McKinstry, J. Am. Ceram. Soc. 88(2), 312–317 (2005)CrossRef S. Kwon, E.M. Sabolsky, G.L. Messing, S. Trolier-McKinstry, J. Am. Ceram. Soc. 88(2), 312–317 (2005)CrossRef
20.
Zurück zum Zitat E. Mensur-Alkoy, A. Berksoy-Yavuz, S. Alkoy, J. Am. Ceram. Soc. 97(11), 3425–3433 (2014)CrossRef E. Mensur-Alkoy, A. Berksoy-Yavuz, S. Alkoy, J. Am. Ceram. Soc. 97(11), 3425–3433 (2014)CrossRef
21.
Zurück zum Zitat S. Dursun, E. Mensur-Alkoy, A. Sabuncu, A. Berksoy-Yavuz, M.A. Gülgün, S. Alkoy, J. Am. Ceram. Soc. 100(3), 937–944 (2016)CrossRef S. Dursun, E. Mensur-Alkoy, A. Sabuncu, A. Berksoy-Yavuz, M.A. Gülgün, S. Alkoy, J. Am. Ceram. Soc. 100(3), 937–944 (2016)CrossRef
22.
Zurück zum Zitat A. Berksoy-Yavuz, E. Mensur-Alkoy, J. Electron. Mater. 47(11), 6557–6566 (2018)CrossRef A. Berksoy-Yavuz, E. Mensur-Alkoy, J. Electron. Mater. 47(11), 6557–6566 (2018)CrossRef
23.
Zurück zum Zitat D. Liu, Y. Yan, H. Zhou, J. Am. Ceram. Soc. 90(4), 1323–1326 (2007)CrossRef D. Liu, Y. Yan, H. Zhou, J. Am. Ceram. Soc. 90(4), 1323–1326 (2007)CrossRef
24.
Zurück zum Zitat S. Dursun, Ultrasonic Motor Applications of Crystallographically Textured Piezoceramics. Ph.D. Dissertation (Gebze Technical University, Kocaeli, Turkey, 2017), pp. 59–63 S. Dursun, Ultrasonic Motor Applications of Crystallographically Textured Piezoceramics. Ph.D. Dissertation (Gebze Technical University, Kocaeli, Turkey, 2017), pp. 59–63
25.
Zurück zum Zitat A. Berksoy-Yavuz, Fabrication, Characterization and Energy Harvesting Application of Crystallographic Textured [Pb(Mg1/3Nb2/3)O3]-[PbTiO3] ceramics. Ph.D. Dissertation (Gebze Technical University, Kocaeli, Turkey, 2017), pp. 45–50 A. Berksoy-Yavuz, Fabrication, Characterization and Energy Harvesting Application of Crystallographic Textured [Pb(Mg1/3Nb2/3)O3]-[PbTiO3] ceramics. Ph.D. Dissertation (Gebze Technical University, Kocaeli, Turkey, 2017), pp. 45–50
26.
Zurück zum Zitat Y.K. Choi, T. Hoshina, H. Takeda, T. Tsurumi, J. Ceram. Soc. Japn. 118(10), 881–886 (2010)CrossRef Y.K. Choi, T. Hoshina, H. Takeda, T. Tsurumi, J. Ceram. Soc. Japn. 118(10), 881–886 (2010)CrossRef
27.
Zurück zum Zitat Y. Bai, A. Matousek, P. Tofel, V. Bijalwan, B. Non, H. Hughes, T.W. Button, J. Eur. Ceram. Soc. 35(13), 3445–3456 (2015)CrossRef Y. Bai, A. Matousek, P. Tofel, V. Bijalwan, B. Non, H. Hughes, T.W. Button, J. Eur. Ceram. Soc. 35(13), 3445–3456 (2015)CrossRef
28.
Zurück zum Zitat W. Cao, C.A. Randall, J. Phys. Chem. Solids 57(10), 1499–1505 (1996)CrossRef W. Cao, C.A. Randall, J. Phys. Chem. Solids 57(10), 1499–1505 (1996)CrossRef
29.
30.
Zurück zum Zitat N. Vittayakorn, G. Rujijanagul, X. Tan, H. He, M.A. Marquardt, D.P. Cann, J. Electroceram. 16(2), 141–149 (2006)CrossRef N. Vittayakorn, G. Rujijanagul, X. Tan, H. He, M.A. Marquardt, D.P. Cann, J. Electroceram. 16(2), 141–149 (2006)CrossRef
31.
Zurück zum Zitat M.Y. Kaya, E. Mensur-Alkoy, A. Gurbuz, M. Oner, S. Alkoy, IEEE Trans. Ultrasonic Ferroelectr. Freq. Control 65(7), 1268–1277 (2018)CrossRef M.Y. Kaya, E. Mensur-Alkoy, A. Gurbuz, M. Oner, S. Alkoy, IEEE Trans. Ultrasonic Ferroelectr. Freq. Control 65(7), 1268–1277 (2018)CrossRef
32.
Zurück zum Zitat M.B. Abdessalem, I. Kriaa, A. Aydi, N. Abdelmoula, Ceram. Int. 44(12), 13595–13601 (2018)CrossRef M.B. Abdessalem, I. Kriaa, A. Aydi, N. Abdelmoula, Ceram. Int. 44(12), 13595–13601 (2018)CrossRef
34.
Zurück zum Zitat Y. Yan, L. Yang, Y. Zhou, K.-H. Cho, J.S. Heo, S. Priya, J. Appl. Phys. 118(10), 104101 (2015)CrossRef Y. Yan, L. Yang, Y. Zhou, K.-H. Cho, J.S. Heo, S. Priya, J. Appl. Phys. 118(10), 104101 (2015)CrossRef
35.
36.
Zurück zum Zitat W. Bai, D. Chen, P. Li, B. Shen, J. Zhaib, Z. Ji, Ceram. Int. 42(2), 3429–3436 (2016)CrossRef W. Bai, D. Chen, P. Li, B. Shen, J. Zhaib, Z. Ji, Ceram. Int. 42(2), 3429–3436 (2016)CrossRef
37.
Zurück zum Zitat Z. Zhao, X. Li, Y. Dai, H. Ji, D. Su, Mater. Lett. 165, 131–134 (2016)CrossRef Z. Zhao, X. Li, Y. Dai, H. Ji, D. Su, Mater. Lett. 165, 131–134 (2016)CrossRef
38.
Metadaten
Titel
Investigation of the electrical properties of textured 0.5[Ba(Zr0.2Ti0.8)]O3–0.5[(Ba0.7Ca0.3)TiO3] piezoceramics
verfasst von
Ömer Çakmak
Ebru Mensur-Alkoy
Gözde Toprak
Önder Tuna
Sedat Alkoy
Publikationsdatum
03.02.2020
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 5/2020
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-020-02971-1

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