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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 7/2012

01.07.2012

Lead-free (Ba0.7Ca0.3)TiO3-Ba(Zr0.2Ti0.8)O3-xwt %CuO ceramics with high piezoelectric coefficient by low-temperature sintering

verfasst von: Yerang Cui, Xinyu Liu, Minhong Jiang, Yaobin Hu, Qingshuang Su, Hua Wang

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 7/2012

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Abstract

Lead-free (Ba0.7Ca0.3)TiO3-Ba(Zr0.2Ti0.8)O3-xwt %CuO(BCZT-xCu) piezoelectric ceramics have been fabricated by the solid-state reaction process and the effects of CuO addition on the phase structure and piezoelectric properties of the ceramics have been studied. Our results reveal that the addition of CuO significantly improves the sinterability of BCZT ceramics which results in a reduction of sintering temperature from 1,540 to 1,350 °C without sacrificing the high piezoelectric properties. X-ray diffraction (XRD) data shows that CuO diffuses into the lattice of BCZT-xCu ceramics and a pure perovskite phase forms in the ceramic. SEM images indicate that a small amount of CuO addition affects the microstructure, obviously. Main piezoelectric parameters of these ceramics are optimized around x = 0.04 wt % with a high piezoelectric coefficient (d 33 = 510 pC/N), a planar electromechanical coefficient k p of 45%, a high dielectric constant (ε r  = 3,762) and a low dissipation factor (tanδ = 1.05%) at 1 kHz. The results indicate that the BCZT-xCu ceramics are promising lead-free practical applications.

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Metadaten
Titel
Lead-free (Ba0.7Ca0.3)TiO3-Ba(Zr0.2Ti0.8)O3-xwt %CuO ceramics with high piezoelectric coefficient by low-temperature sintering
verfasst von
Yerang Cui
Xinyu Liu
Minhong Jiang
Yaobin Hu
Qingshuang Su
Hua Wang
Publikationsdatum
01.07.2012
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 7/2012
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-011-0596-2

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