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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 2/2013

01.02.2013

Lead-free (Ba0.85Ca0.15)(Ti0.9Zr0.1)O3-Y2O3 ceramics with large piezoelectric coefficient obtained by low-temperature sintering

verfasst von: Yerang Cui, Changlai Yuan, Xinyu Liu, Xiayan Zhao, Xu Shan

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 2/2013

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Abstract

Lead-free (Ba0.85Ca0.15)(Ti0.9Zr0.1)O3-xwt.%Y2O3 (BCZT-xY) piezoelectric ceramics have been synthesized using solid-state reaction technique and the effects of Y2O3 addition on the phase structure and piezoelectric properties of the ceramics have been studied. The results reveal that the addition of Y2O3 significantly improves the sinterability of BCZT ceramics, resulting in a reduction of sintering temperature from 1,540 to 1,350 °C, and an increase of the Curie temperature T C from 85 to 95 °C. X-ray diffraction data shows that Y2O3 diffuses into the lattice of BCZT-xY ceramics and a pure perovskite phase forms in the ceramics. Scanning electron microscopy images indicate that a small amount of Y2O3 addition affects the microstructure, obviously. Main piezoelectric parameters of these ceramics are optimized around x = 0.06 wt % with a large piezoelectric coefficient (d 33  = 560 pC/N), a high planar electromechanical coefficient (k p  = 53 %) and a low dissipation factor (tan δ = 0.9 %) at 1 kHz. The results indicate that the BCZT-xY ceramics are promising lead-free materials for practical applications.

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Metadaten
Titel
Lead-free (Ba0.85Ca0.15)(Ti0.9Zr0.1)O3-Y2O3 ceramics with large piezoelectric coefficient obtained by low-temperature sintering
verfasst von
Yerang Cui
Changlai Yuan
Xinyu Liu
Xiayan Zhao
Xu Shan
Publikationsdatum
01.02.2013
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 2/2013
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-012-0785-7

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