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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 7/2018

04.01.2018

Effects of CIP compaction pressure on piezoelectric properties of K0.5Na0.5NbO3

verfasst von: Nor Fatin Khairah Bahanurddin, Julie Juliewatty Mohamed, Zainal Arifin Ahmad

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 7/2018

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Abstract

The effects of cold isostatic press (CIP) compaction pressures (100–350 MPa) on the piezoelectric properties of K0.5Na0.5NbO3 (KNN) samples prepared as lead-free piezoelectric ceramic was investigated. The calcined powder of KNN samples were pressed at a pressure of 100 MPa using a hand press to produce green body pallets followed by compacting using the CIP. Pelleted samples were placed in a closed alumina crucible prior to sintering at 1080 °C for 2 h in air atmosphere. The sintered pellets underwent poling process at 120 °C in silicon oil and poling electric field of 4.0 kV mm−1 for 15 min to facilitate the measurement of piezoelectric properties. The results show that both d33 (piezoelectric charge coefficients) and kp (piezoelectric coupling factor) were affected by the variation in CIP compaction pressure. Increasing CIP compaction pressure induced the split of (100) and (110) peaks which attributed to the structural phase transition from orthorhombic phase to tetragonal as shown by XRD analysis. This transition is responsible for the enhancement of their piezoelectric properties with the optimum value obtained from sample CIPped at 300 MPa (d33 = 138 pC N−1, kp = 0.36, ρ = 4.47 g cm−3). The sample also shows smaller grain size (1.0–2.5 µm) and dielectric properties (ɛr = 475 and tan δ = 0.42).

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat N. Setter, Piezoelectric materials in devices (EPFL Swiss Federal Institute of Technology, Lausanne, 2002), pp. 45–90 N. Setter, Piezoelectric materials in devices (EPFL Swiss Federal Institute of Technology, Lausanne, 2002), pp. 45–90
4.
5.
Zurück zum Zitat T. Lusiola, F. Bortolani, Q. Zhang, R.A. Dorey, J. Mater. Sci. 47, 1938 (2012)CrossRef T. Lusiola, F. Bortolani, Q. Zhang, R.A. Dorey, J. Mater. Sci. 47, 1938 (2012)CrossRef
6.
Zurück zum Zitat Y. Saito, H. Takao, T. Tani, T. Nonoyama, K. Takatori, T. Homma, T. Nagaya, M. Nakamura, Nature 432, 84 (2004)CrossRef Y. Saito, H. Takao, T. Tani, T. Nonoyama, K. Takatori, T. Homma, T. Nagaya, M. Nakamura, Nature 432, 84 (2004)CrossRef
8.
Zurück zum Zitat B. Malic., J. Koruza, J. Hrescak, K. Bernard, J.G. Wang, Fisher, A. Bencan. Mater 8, 8117 (2015) B. Malic., J. Koruza, J. Hrescak, K. Bernard, J.G. Wang, Fisher, A. Bencan. Mater 8, 8117 (2015)
9.
Zurück zum Zitat W.J. Dawson, Am. Ceram. Soc. Bull. 67, 1673 (1988) W.J. Dawson, Am. Ceram. Soc. Bull. 67, 1673 (1988)
10.
Zurück zum Zitat S. Lanfredi, L. Dessenmond, A.C. Martin Rodrigues, J. Eur. Ceram. Soc. 20, 983 (2000)CrossRef S. Lanfredi, L. Dessenmond, A.C. Martin Rodrigues, J. Eur. Ceram. Soc. 20, 983 (2000)CrossRef
11.
12.
Zurück zum Zitat R. Zue, J. Fu, S. Su, X. Fang, J.L. Cao, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 20, 212 (2008)CrossRef R. Zue, J. Fu, S. Su, X. Fang, J.L. Cao, J. Mater. Sci. Mater. Electron. 20, 212 (2008)CrossRef
13.
Zurück zum Zitat I. Smeltere, M. Antonova, A. Kaluane, O. Grigs, M. Livinsh, Mater. Sci. 17, 62 (2011) I. Smeltere, M. Antonova, A. Kaluane, O. Grigs, M. Livinsh, Mater. Sci. 17, 62 (2011)
14.
Zurück zum Zitat D. Lin, K.W. Kwok, K.H. Lam, H.W.W. Chan, J. Appl. Phys. 101, 074111 (2007)CrossRef D. Lin, K.W. Kwok, K.H. Lam, H.W.W. Chan, J. Appl. Phys. 101, 074111 (2007)CrossRef
15.
Zurück zum Zitat R. Papitha, M.B. Suresh, Y.S. Rao, B.P. Saha, D. Das, R. Johnson, Process. Appl. Ceram. 7, 159 (2013)CrossRef R. Papitha, M.B. Suresh, Y.S. Rao, B.P. Saha, D. Das, R. Johnson, Process. Appl. Ceram. 7, 159 (2013)CrossRef
16.
17.
Zurück zum Zitat L. Dunmin, K.W. Kwok, K.H. Lam, H.L.W. Chan, J. Appl. Phys. 101, 074111–074111 (2007)CrossRef L. Dunmin, K.W. Kwok, K.H. Lam, H.L.W. Chan, J. Appl. Phys. 101, 074111–074111 (2007)CrossRef
18.
19.
Zurück zum Zitat M.R. German, Powder Metallurgy Science, 2 ed (Metal Powder Industries Federation, Princeton, 1997) M.R. German, Powder Metallurgy Science, 2 ed (Metal Powder Industries Federation, Princeton, 1997)
20.
Zurück zum Zitat N.F.K. Bahanurddin, M.H. Jumali, J.J. Mohamed, Z.A. Ahmad, J. Ceram. Process. Res. 16, 258 (2015) N.F.K. Bahanurddin, M.H. Jumali, J.J. Mohamed, Z.A. Ahmad, J. Ceram. Process. Res. 16, 258 (2015)
21.
Zurück zum Zitat M.U. Farooq, J.G. Fisher, J.H. Kim, D. Kim, E.C. Shin, Y.H. Kim, J.H. Kim, S.H. Moon, J.S. Lee, X. Lin, D. Zhang, J. Ceram. Process. Res. 17, 304 (2016) M.U. Farooq, J.G. Fisher, J.H. Kim, D. Kim, E.C. Shin, Y.H. Kim, J.H. Kim, S.H. Moon, J.S. Lee, X. Lin, D. Zhang, J. Ceram. Process. Res. 17, 304 (2016)
22.
Zurück zum Zitat R. Yuan, D. Ma, H. Zhang, Adv. Mater. Sci. Eng. 2017, 1–7, (2017) R. Yuan, D. Ma, H. Zhang, Adv. Mater. Sci. Eng. 2017, 1–7, (2017)
23.
Zurück zum Zitat H.S. Nalwa, Ceram. Eng. Sci. Proc. 121 (2002) H.S. Nalwa, Ceram. Eng. Sci. Proc. 121 (2002)
24.
Zurück zum Zitat S. Huo, S. Yuan, Z. Tian, C. Wang, Y. Qiu, J. American Ceram. Soc. 95, 1383 (2012)CrossRef S. Huo, S. Yuan, Z. Tian, C. Wang, Y. Qiu, J. American Ceram. Soc. 95, 1383 (2012)CrossRef
25.
Zurück zum Zitat Z. Tao, D.X. Lin, M.C. Liang, L.R. Hong, Y. Hong, Acta. Phys. Sin. 55, 3073 (2006) Z. Tao, D.X. Lin, M.C. Liang, L.R. Hong, Y. Hong, Acta. Phys. Sin. 55, 3073 (2006)
27.
Zurück zum Zitat N.F.K. Bahanurddin, J.J. Mohamed, Z.A. Ahmad, Ceram. Silik. 60, 220 (2016)CrossRef N.F.K. Bahanurddin, J.J. Mohamed, Z.A. Ahmad, Ceram. Silik. 60, 220 (2016)CrossRef
28.
Zurück zum Zitat C. Zhao, C.Z. Zhaou, M. Werner, S. Taylor, P. Chalker, P. King, Nanoscale Res. Lett. 8, 172 (2013)CrossRef C. Zhao, C.Z. Zhaou, M. Werner, S. Taylor, P. Chalker, P. King, Nanoscale Res. Lett. 8, 172 (2013)CrossRef
29.
Zurück zum Zitat J.M. Wesselinowa, T. Micheal, S. Trimper, (2016) Ferroelectric. In: K.D. Setter Handbook of Nanophysics: Nanoparticles and Quantum Dots (Taylor & Francis Group, Boca Raton, pp. 1–6) J.M. Wesselinowa, T. Micheal, S. Trimper, (2016) Ferroelectric. In: K.D. Setter Handbook of Nanophysics: Nanoparticles and Quantum Dots (Taylor & Francis Group, Boca Raton, pp. 1–6)
30.
Zurück zum Zitat M. Alguero, J.M. Gregg, L. Mitoseriu, Nanoscale Ferroelectr. Multiferroics 2, 565 (2016) M. Alguero, J.M. Gregg, L. Mitoseriu, Nanoscale Ferroelectr. Multiferroics 2, 565 (2016)
31.
Zurück zum Zitat B. Jaffe, W.R. Cook, H. Jaffe, (Academic Press, London, 2001), p. 10 B. Jaffe, W.R. Cook, H. Jaffe, (Academic Press, London, 2001), p. 10
Metadaten
Titel
Effects of CIP compaction pressure on piezoelectric properties of K0.5Na0.5NbO3
verfasst von
Nor Fatin Khairah Bahanurddin
Julie Juliewatty Mohamed
Zainal Arifin Ahmad
Publikationsdatum
04.01.2018
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 7/2018
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-017-8510-1

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