Tailoring of interfaces in lead-free ferroelectric-dielecric composites to enhance their electromechanical properties
Project goals
Composites utilizing a combination of mechanical and electrical properties of components are favourable for improving properties of materials in electronics. Some properties of the composite can be enhanced beyond the values of its components. Composites combining ferroelectric and dielectric grains seem to be promising. The grains of lead-free strongly piezoelectric ceramics BTO, BCZT and BCSnT will be combined with high-modulus grains of Al2O3 and ZrO2 to increase the mechanical resistance and electromechanical bonding. Our experience with the preparation of functional ceramics shows that controlled processing has a positive effect on their properties. We thus propose systematic research of chemical syntheses with an application of advanced shaping and sintering methods to tailor the chemical and phase composition, microstructure and properties of the interfaces. Electromechanical properties will be determined experimentally and modelled concerning to the microstructure. The influence of the phase transformation of the ferroelectric component on the properties will be also studied.
Keywords
compositeferroelectricsdielectricsinterfaceelectromechanical properties
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Standard projects
Call for proposals
SGA0202100005
Main participants
Vysoké učení technické v Brně / Středoevropský technologický institut
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
21-24805S
Alternative language
Project name in Czech
Řízení rozhraní v bezolovnatých feroelektrických-dielektrických kompozitech pro zlepšení jejich elektromechanických vlastností
Annotation in Czech
Kompozity využívající kombinace mechanických a elektrických vlastností jednotlivých složek jsou perspektivní pro zlepšení vlastností materiálů v elektronice. Některé z vlastností mohou být synergickým efektem v kompozitu zvýšeny i nad hodnoty, které mají jednotlivé složky. Jako slibné se jeví částicové kompozity založené na kombinaci feroelektrických a dielektrických keramik. Zrna bezolovnaté silně piezoelektrické keramiky BTO, BCZT a BCSnT budou kombinována s vysokomodulovými zrny Al2O3 a ZrO2 pro zvýšení mechanické odolnosti a elektromechanické vazby. Naše dosavadní zkušenosti s přípravou funkčních kompozitů ukazují, že formování rozhraní pomocí technologie přípravy pozitivně ovlivňuje jejich funkční vlastnosti. Proto navrhujeme systematický výzkum chemických syntéz s aplikací pokročilých tvarovacích a slinovacích metod pro optimalizaci chemického a fázového složení, mikrostruktury a vlastností rozhraní mezi zrny. Elektromechanické vlastnosti budou určovány experimentálně a modelovány. Dále bude studován vliv fázové transformace feroelektrické složky na výsledné vlastnosti.
Scientific branches
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2021
Realization period - end
Dec 31, 2023
Project status
—
Latest support payment
Mar 7, 2023
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP24-GA0-GA-R
Data delivery date
May 21, 2024
Finance
Total approved costs
8,745 thou. CZK
Public financial support
8,745 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Recognised costs
8 745 CZK thou.
Public support
8 745 CZK thou.
0%
Provider
Czech Science Foundation
OECD FORD
Materials engineering
Solution period
01. 01. 2021 - 31. 12. 2023