Skip to main content
Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 10/2013

01.10.2013

Microstructure, dielectric and piezoelectric properties of La-modified Bi0.5(Na0.84K0.16)0.5TiO3 lead-free ceramics

verfasst von: Qiaoji Zheng, Jian Ma, Dunmin Lin

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 10/2013

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

Lead-free ceramics (Bi1−xLax)0.5(Na0.84K0.16)0.5TiO3 were prepared by a conventional ceramic technique and the effects of La doping and sintering temperature on the microstructure, ferroelectric and piezoelectric properties of the ceramics were studied. All the ceramics possess a pure perovskite structure and La3+ diffuses into the Bi0.5(Na0.84K0.16)0.5TiO3 lattices to form a solid solution with a rhombohedral symmetry. The addition of La leads to the significant change in the grain morphology and size for the (Bi1−xLax)0.5(Na0.84K0.16)0.5TiO3 and a number of rod grains with the length of 10–50 μm and the diameter of 1–2 μm are observed in the ceramic with x = 0.04 sintered at 1,140 °C for 2 h. However, as sintering temperature increases to 1,160 °C, the rod grains disappears and the uniform and rectangular grains are observed in the ceramics with x = 0.04. As x increases from 0 to 0.06, the coercive field E c of the ceramics decreases from 4.33 to 2.81 kV/mm and the remanent polarization P r of the ceramics retains the high values of 25.9–27.7 μm/cm2. The depolarization temperature T d decreases from 154 to 50 °C with x increasing from 0 to 0.10. All the ceramics exhibit the diffusive phase transition at high temperature (280–320 °C). The ceramic with x = 0.04 sintered at 1,150 °C for 2 h exhibit the optimum piezoelectric properties, giving d 33 = 165 pC/N and k p = 32.9 %. The optimum sintering temperature is 1,150 °C at which the improved piezoelectric properties (d 33 = 165 pC/N and k p = 32.9 %) are obtained. At the high La3+ level (x = 0.10 and 0.12), the ceramics exhibit weak ferroelectricity (P r = 13.0–21.2 μm/cm2) and thus possess poor piezoelectricity (d 33 = 17–27 pC/N).

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat T. Takennaka, K. Maruyama, K. Sakata, Jpn. J. Appl. Phys. 30, 2236 (1991)CrossRef T. Takennaka, K. Maruyama, K. Sakata, Jpn. J. Appl. Phys. 30, 2236 (1991)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat K. Yoshii, Y. Hiruma, H. Nagata, T. Takenaka, Jpn. J. Appl. Phys. 45(5B), 4493 (2006)CrossRef K. Yoshii, Y. Hiruma, H. Nagata, T. Takenaka, Jpn. J. Appl. Phys. 45(5B), 4493 (2006)CrossRef
4.
Zurück zum Zitat S. Zhao, G. Li, A. Ding, T. Wang, Q. Rui, J. Phys. D Appl. Phys. 39, 2277 (2006)CrossRef S. Zhao, G. Li, A. Ding, T. Wang, Q. Rui, J. Phys. D Appl. Phys. 39, 2277 (2006)CrossRef
5.
6.
Zurück zum Zitat M. Otinicar, S.D. Skapin, M. Spreitzer, D. Suvorov, J. Euo. Ceram. Soc. 30, 971 (2008)CrossRef M. Otinicar, S.D. Skapin, M. Spreitzer, D. Suvorov, J. Euo. Ceram. Soc. 30, 971 (2008)CrossRef
7.
8.
Zurück zum Zitat G. Fan, W. Lu, X. Wang, F. Liang, Appl. Phys. Lett. 91, 202908 (2007)CrossRef G. Fan, W. Lu, X. Wang, F. Liang, Appl. Phys. Lett. 91, 202908 (2007)CrossRef
9.
Zurück zum Zitat D. Maurya, M. Murayama, S. Priya, J. Am. Ceram. Soc. 94(9), 2857 (2011)CrossRef D. Maurya, M. Murayama, S. Priya, J. Am. Ceram. Soc. 94(9), 2857 (2011)CrossRef
10.
Zurück zum Zitat D. Maurya, Y. Zhou, Y. Yan, S. Priya, J. Mater. Chem. C 1, 2102 (2013)CrossRef D. Maurya, Y. Zhou, Y. Yan, S. Priya, J. Mater. Chem. C 1, 2102 (2013)CrossRef
11.
Zurück zum Zitat B. Wu, C. Han, D. Xiao, Z. Wang, J. Zhu, J. Wu, Mater. Res. Bull. 11, 3937 (2012)CrossRef B. Wu, C. Han, D. Xiao, Z. Wang, J. Zhu, J. Wu, Mater. Res. Bull. 11, 3937 (2012)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat K. Wang, A. Hussain, W. Jo, J. Rodel, J. Am. Ceram. Soc. 95, 2241 (2012)CrossRef K. Wang, A. Hussain, W. Jo, J. Rodel, J. Am. Ceram. Soc. 95, 2241 (2012)CrossRef
13.
Zurück zum Zitat G. Fan, W. Lu, X. Wang, F. Liang, J. Xiao, J. Phys. D Appl. Phys. 41, 035403 (2008)CrossRef G. Fan, W. Lu, X. Wang, F. Liang, J. Xiao, J. Phys. D Appl. Phys. 41, 035403 (2008)CrossRef
14.
15.
17.
Zurück zum Zitat Y.Q. Yao, T.Y. Tseng, C.C. Chou, H.H.D. Chen, J. Appl. Phys. 102, 094102 (2007)CrossRef Y.Q. Yao, T.Y. Tseng, C.C. Chou, H.H.D. Chen, J. Appl. Phys. 102, 094102 (2007)CrossRef
Metadaten
Titel
Microstructure, dielectric and piezoelectric properties of La-modified Bi0.5(Na0.84K0.16)0.5TiO3 lead-free ceramics
verfasst von
Qiaoji Zheng
Jian Ma
Dunmin Lin
Publikationsdatum
01.10.2013
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 10/2013
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-013-1326-8

Weitere Artikel der Ausgabe 10/2013

Journal of Materials Science: Materials in Electronics 10/2013 Zur Ausgabe

Neuer Inhalt