Skip to main content
Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 4/2015

01.04.2015

Microstructure and electrical properties of (Ba0.98Ca0.02)(Ti0.94Sn0.06)O3x wt% ZnO lead-free piezoelectric ceramics sintered at lower temperature

verfasst von: Bo Wu, Dingquan Xiao, Jiagang Wu, Qian Gou, Jianguo Zhu

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 4/2015

Einloggen

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

search-config
loading …

Abstract

Lead-free piezoelectric ceramics of (Ba0.98Ca0.02)(Ti0.94Sn0.06)O3x wt% ZnO (BCTS–xZnO) were synthesized by the conventional solid-state method. The microstructures and the electrical properties of BCTS–xZnO ceramics were systematically studied in the composition range of 0 ≤ x ≤ 0.20. It was found that the sintering temperature of BCTS ceramics was gradually decrease using ZnO as a sintering aid, and the addition of ZnO did not change the tetragonal phase structure of the ceramics. The BCTS–xZnO ceramics with x = 0.10 sintered at a lower temperature of ~1,350 °C for 3 h demonstrated an optimum electrical behavior: d 33 ~ 428 pC/N, k p ~ 53.3 %, 2P r ~ 24 μC/cm2, and 2E c ~ 3.0 kV/mm. As a result, the BCTS–xZnO ceramic is a promising candidate for lead-free piezoelectric ceramics.

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 Y. Saito, H. Takao, T. Tani, T. Nonoyama, K. Takatori, T. Homma, Nature 432, 84 (2004)CrossRef Y. Saito, H. Takao, T. Tani, T. Nonoyama, K. Takatori, T. Homma, Nature 432, 84 (2004)CrossRef
2.
Zurück zum Zitat J. Rödel, W. Jo, K.T.P. Seifert, M. Anton, T. Granzow, D. Damjanovic, J. Am. Ceram. Soc. 92, 1153 (2009)CrossRef J. Rödel, W. Jo, K.T.P. Seifert, M. Anton, T. Granzow, D. Damjanovic, J. Am. Ceram. Soc. 92, 1153 (2009)CrossRef
3.
Zurück zum Zitat D.Q. Xiao, J.G. Wu, L. Wu, J.G. Zhu, P. Yu, D.M. Lin, Y.W. Liao, Y. Sun, J. Mater. Sci. 44, 5408 (2009)CrossRef D.Q. Xiao, J.G. Wu, L. Wu, J.G. Zhu, P. Yu, D.M. Lin, Y.W. Liao, Y. Sun, J. Mater. Sci. 44, 5408 (2009)CrossRef
5.
Zurück zum Zitat J.F. Li, K. Wang, F.Y. Zhu, L.Q. Cheng, F.Z. Yao, J. Am. Ceram. Soc. 96, 3677 (2013)CrossRef J.F. Li, K. Wang, F.Y. Zhu, L.Q. Cheng, F.Z. Yao, J. Am. Ceram. Soc. 96, 3677 (2013)CrossRef
6.
Zurück zum Zitat D.M. Lin, D.Q. Xiao, J.G. Zhu, P. Yu, Appl. Phys. Lett. 88, 062901 (2006)CrossRef D.M. Lin, D.Q. Xiao, J.G. Zhu, P. Yu, Appl. Phys. Lett. 88, 062901 (2006)CrossRef
7.
Zurück zum Zitat H. Nagata, M. Yoshida, Y. Makiuchi, T. Takenaka, Jpn. J. Appl. Phys. 42, 7401 (2003)CrossRef H. Nagata, M. Yoshida, Y. Makiuchi, T. Takenaka, Jpn. J. Appl. Phys. 42, 7401 (2003)CrossRef
8.
Zurück zum Zitat J.G. Wu, D.Q. Xiao, Y.Y. Wang, J.G. Zhu, L. Wu, Y.H. Jiang, Appl. Phys. Lett. 91, 252907 (2007)CrossRef J.G. Wu, D.Q. Xiao, Y.Y. Wang, J.G. Zhu, L. Wu, Y.H. Jiang, Appl. Phys. Lett. 91, 252907 (2007)CrossRef
9.
Zurück zum Zitat D. Lin, D.Q. Xiao, J.G. Zhu, P. Yu, H.J. Yan, L.Z. Li, Mater. Lett. 58, 615–618 (2004)CrossRef D. Lin, D.Q. Xiao, J.G. Zhu, P. Yu, H.J. Yan, L.Z. Li, Mater. Lett. 58, 615–618 (2004)CrossRef
11.
Zurück zum Zitat D.Z. Xue, Y.M. Zhou, H.X. Bao, J.H. Gao, C. Zhou, X.B. Ren, Appl. Phys. Lett. 99, 122901 (2011)CrossRef D.Z. Xue, Y.M. Zhou, H.X. Bao, J.H. Gao, C. Zhou, X.B. Ren, Appl. Phys. Lett. 99, 122901 (2011)CrossRef
12.
Zurück zum Zitat S.W. Zhang, H.L. Zhang, B.P. Zhang, S. Yang, J. Alloy. Compd. 506, 131 (2010)CrossRef S.W. Zhang, H.L. Zhang, B.P. Zhang, S. Yang, J. Alloy. Compd. 506, 131 (2010)CrossRef
13.
Zurück zum Zitat J.G. Wu, D.Q. Xiao, W.J. Wu, J.G. Zhu, J. Wang, J. Alloys, Compd. 509, L359 (2011)CrossRef J.G. Wu, D.Q. Xiao, W.J. Wu, J.G. Zhu, J. Wang, J. Alloys, Compd. 509, L359 (2011)CrossRef
14.
Zurück zum Zitat J.G. Wu, D.Q. Xiao, W.J. Wu, Q. Chen, J.G. Zhu, Z. Yang, J. Wang, Script. Mater. 65, 771 (2011)CrossRef J.G. Wu, D.Q. Xiao, W.J. Wu, Q. Chen, J.G. Zhu, Z. Yang, J. Wang, Script. Mater. 65, 771 (2011)CrossRef
15.
17.
Zurück zum Zitat P. Zheng, J.L. Zhang, S.F. Shao, Y.Q. Tan, C.L. Wang, Appl. Phys. Lett. 94, 032902 (2009)CrossRef P. Zheng, J.L. Zhang, S.F. Shao, Y.Q. Tan, C.L. Wang, Appl. Phys. Lett. 94, 032902 (2009)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat C.C. Tsai, S.Y. Chu, C.H. Lu, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 56, 660 (2009)CrossRef C.C. Tsai, S.Y. Chu, C.H. Lu, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 56, 660 (2009)CrossRef
20.
Zurück zum Zitat S. Derling, Th Müller, H.-P. Abicht, K.-H. Felgner, H.T. Langhammer, J. Mater. Sci. 36, 1425 (2001)CrossRef S. Derling, Th Müller, H.-P. Abicht, K.-H. Felgner, H.T. Langhammer, J. Mater. Sci. 36, 1425 (2001)CrossRef
21.
22.
Zurück zum Zitat J.G. Wu, T. Wang, X.J. Cheng, X.P. Wang, B.Y. Zhang, J.G. Zhu, D.Q. Xiao, J. Alloys Compd. 576, 299 (2013)CrossRef J.G. Wu, T. Wang, X.J. Cheng, X.P. Wang, B.Y. Zhang, J.G. Zhu, D.Q. Xiao, J. Alloys Compd. 576, 299 (2013)CrossRef
23.
Zurück zum Zitat H.C. Hu, M.K. Zhu, F.Y. Xie, N. Lei, J. Chen, Y.D. Hou, H. Yan, J. Am. Ceram. Soc. 92, 2039 (2009)CrossRef H.C. Hu, M.K. Zhu, F.Y. Xie, N. Lei, J. Chen, Y.D. Hou, H. Yan, J. Am. Ceram. Soc. 92, 2039 (2009)CrossRef
24.
Zurück zum Zitat Q. Xu, M. Chen, W. Chen, H.X. Liu, B.H. Kim, B.K. Ahn, Acta Mater. 56, 642 (2008)CrossRef Q. Xu, M. Chen, W. Chen, H.X. Liu, B.H. Kim, B.K. Ahn, Acta Mater. 56, 642 (2008)CrossRef
25.
26.
Zurück zum Zitat B.D. Begg, K.S. Finnie, E.R. Vance, J. Am. Ceram. Soc. 79, 2666 (1996)CrossRef B.D. Begg, K.S. Finnie, E.R. Vance, J. Am. Ceram. Soc. 79, 2666 (1996)CrossRef
27.
Zurück zum Zitat T. Chen, T. Zhang, G.C. Wang, J.F. Zhou, J.W. Zhang, Y.H. Liu, J. Mater. Sci. 47, 4612 (2012)CrossRef T. Chen, T. Zhang, G.C. Wang, J.F. Zhou, J.W. Zhang, Y.H. Liu, J. Mater. Sci. 47, 4612 (2012)CrossRef
28.
Zurück zum Zitat M.K. Zhu, L.Y. Liu, Y.D. Hou, H. Wang, H. Yan, J. Am. Ceram. Soc. 90, 120 (2007)CrossRef M.K. Zhu, L.Y. Liu, Y.D. Hou, H. Wang, H. Yan, J. Am. Ceram. Soc. 90, 120 (2007)CrossRef
29.
30.
Zurück zum Zitat M.L. Chen, Z.J. Xu, R.Q. Chu, H. Qiu, M. Li, Y. Liu, L. Shao, S. Ma, W.B. Ji, W. Li, S.W. Gong, G.R. Li, Phys. B 433, 43 (2014)CrossRef M.L. Chen, Z.J. Xu, R.Q. Chu, H. Qiu, M. Li, Y. Liu, L. Shao, S. Ma, W.B. Ji, W. Li, S.W. Gong, G.R. Li, Phys. B 433, 43 (2014)CrossRef
31.
Zurück zum Zitat J.G. Wu, A. Habibul, X.J. Cheng, X.P. Wang, B.Y. Zhang, Mater. Res. Bull. 48, 4411 (2013)CrossRef J.G. Wu, A. Habibul, X.J. Cheng, X.P. Wang, B.Y. Zhang, Mater. Res. Bull. 48, 4411 (2013)CrossRef
33.
Zurück zum Zitat A.C. Caballero, J.F. Fernandez, C. Moure, P. Duran, J. Eur. Ceram. Soc. 17, 513 (1997)CrossRef A.C. Caballero, J.F. Fernandez, C. Moure, P. Duran, J. Eur. Ceram. Soc. 17, 513 (1997)CrossRef
34.
Zurück zum Zitat X.P. Wang, J.G. Wu, D.Q. Xiao, X.J. Cheng, T. Zheng, B.Y. Zhang, X.J. Lou, J.G. Zhu, J. Mater. Chem. A 2, 4122 (2014)CrossRef X.P. Wang, J.G. Wu, D.Q. Xiao, X.J. Cheng, T. Zheng, B.Y. Zhang, X.J. Lou, J.G. Zhu, J. Mater. Chem. A 2, 4122 (2014)CrossRef
35.
Zurück zum Zitat X.P. Wang, J.G. Wu, X.J. Cheng, B.Y. Zhang, D.Q. Xiao, J.G. Zhu, X.J. Wang, X.J. Lou, J. Phys. D Appl. Phys. 46, 495305 (2013)CrossRef X.P. Wang, J.G. Wu, X.J. Cheng, B.Y. Zhang, D.Q. Xiao, J.G. Zhu, X.J. Wang, X.J. Lou, J. Phys. D Appl. Phys. 46, 495305 (2013)CrossRef
Metadaten
Titel
Microstructure and electrical properties of (Ba0.98Ca0.02)(Ti0.94Sn0.06)O3–x wt% ZnO lead-free piezoelectric ceramics sintered at lower temperature
verfasst von
Bo Wu
Dingquan Xiao
Jiagang Wu
Qian Gou
Jianguo Zhu
Publikationsdatum
01.04.2015
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 4/2015
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-015-2687-y

Weitere Artikel der Ausgabe 4/2015

Journal of Materials Science: Materials in Electronics 4/2015 Zur Ausgabe

Neuer Inhalt