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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 20/2018

14.08.2018

Dysprosium doping on structural and electrical properties of lead free (Ba0.7Ca0.3)(Ti0.92Sn0.08)O3 ceramic system

verfasst von: Chitra, K. Chandramani Singh

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 20/2018

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Abstract

A series of Dy-doped (Ba0.7Ca0.3)(Ti0.92Sn0.08)O3 (BCST) ceramics in the concentration range of 0.0–2.5% Dy3+ was synthesized using conventional ceramic sintering route. XRD analysis confirms perovskite phase with a symmetry transition from disordered tetragonal phase at lower Dy content (x < 2.0%) to symmetric cubic phase at higher dopant content. Phase transformation and crystallographic changes observed are attributed to the substitution of Dy3+ ions at A-sites for x ≤ 1.5% and at B-sites for x > 1.5%. The ceramic with x = 2.5% Dy3+ possesses pseudo cubic structure with tetragonality (c/a) value of unity. Bimodal distribution of grains is observed in SEM micrographs of these ceramic samples. There is a clear transformation in grain shape from spherical to cubic with increasing Dy3+ content. Interestingly cubic grains are observed for 2.5% Dy3+ content in the BCST system which itself crystallizes in cubic phase at room temperature. Strengthened dielectric properties were observed up to 1.5% Dy3+ content with the room temperature dielectric constant (εrt) = 2900, whereas on further increase of Dy content the ceramic system shows a drastic decrease in εrt value to ~ 885 for 2.5% concentration. Nearly frequency-independent behavior of εrt is observed for all samples in the measured frequency range 100 kHz–1 MHz, with the property improving with increase in Dy content. Results on ferroelectric and piezoelectric properties of these ceramics are also presented in this paper.

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Metadaten
Titel
Dysprosium doping on structural and electrical properties of lead free (Ba0.7Ca0.3)(Ti0.92Sn0.08)O3 ceramic system
verfasst von
Chitra
K. Chandramani Singh
Publikationsdatum
14.08.2018
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 20/2018
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-018-9866-6

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