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26.11.2018

Structure and property of lead-free (K,Na)NbO3–(Bi1/2Na1/2)ZrO3–CaTiO3 piezoelectric ceramics

Zeitschrift:
Journal of Materials Science: Materials in Electronics
Autoren:
Nan Zhang, Jiagang Wu

Abstract

Simultaneous improvement of piezoelectricity and temperature stability is vital for developing high-performance KNN-based lead-free materials. Here, effects of CaTiO3 on phase structure, piezoelectricity and temperature stability of (1 – x)[0.95(K0.5Na0.5)NbO3–0.05(Bi0.5Na0.5)ZrO3]–xCaTiO3–0.2%MnO2 ceramics were studied. It was found that the orthorhombic-tetragonal phase transition temperature can be gradually decreased by increasing CaTiO3 content. Particularly, the improved strain temperature stability (strain varied < 15% when measurement temperature reaches 110 °C) and enhanced electrical properties (d33 ~ 296 pC/N and strain ~ 0.14%) can be observed in the ceramics with x = 0.02. Therefore, shifting the TO−T below room temperature is an effective way to promote temperature stability and electrical properties of KNN-based piezoelectric materials.

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