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Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 11/2018

21.03.2018

Structure and properties of (K0.5Na0.5)0.98Ag0.02Nb0.96Ta0.04O3 piezoelectric ceramics doped by CuO

verfasst von: Qiyi Yin, Chengze Wang, Yu Wang, Shaobo Li, Quanzheng Zhang, Jie Yang, Changan Tian

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 11/2018

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Abstract

Low-temperature sintering technology can control the volatilization of sodium and potassium ions during high-temperature preparation to obtain excellent physical properties of ceramics. In this research, we used the traditional ceramic preparation technology. KNN-based lead-free piezoelectric ceramics were prepared for the first time at home and abroad by using CuO and Na2O as collective additives under low sintering temperature (1020 °C) conditions. X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and other modern test analyses show that KNANTC ceramics can form a pure perovskite structure of tetragonal phase in the total research range when 0.01 mol Na2O is used as a supplement to the A position of KNN piezoelectric ceramics. A moderate amount of CuO doping can simultaneously enhance liquid-phase sintering, promote grain growth, improve the density of ceramics, and achieve excellent electrical properties. The test results of KNANTC piezoelectric ceramics show good electrical properties when x = 0.035, that is, d33 = 343 pC/N, kp = 49%, εr = 1382, tan δ = 1.1%, Pr = 24.9 µC/cm2, EC = 1.92 kV/mm, and Tc = 306 °C. These results indicate that KNANTC-x is a promising lead-free piezoelectric ceramic material that can gradually replace the traditional PZT-based piezoelectric ceramics in the future.

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Metadaten
Titel
Structure and properties of (K0.5Na0.5)0.98Ag0.02Nb0.96Ta0.04O3 piezoelectric ceramics doped by CuO
verfasst von
Qiyi Yin
Chengze Wang
Yu Wang
Shaobo Li
Quanzheng Zhang
Jie Yang
Changan Tian
Publikationsdatum
21.03.2018
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 11/2018
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-018-8956-9

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