Processing of 0.55(Ba0.9Ca0.1)TiO3-0.45Ba(Sn0.2Ti0.8)O3 lead-free ceramics with high piezoelectricity
Identifikátory výsledku
Kód výsledku v IS VaVaI
<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F46747885%3A24510%2F20%3A00008435" target="_blank" >RIV/46747885:24510/20:00008435 - isvavai.cz</a>
Nalezeny alternativní kódy
RIV/00216305:26620/20:PU136390
Výsledek na webu
<a href="https://ceramics.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/jace.17090" target="_blank" >https://ceramics.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/jace.17090</a>
DOI - Digital Object Identifier
<a href="http://dx.doi.org/10.1111/jace.17090" target="_blank" >10.1111/jace.17090</a>
Alternativní jazyky
Jazyk výsledku
angličtina
Název v původním jazyce
Processing of 0.55(Ba0.9Ca0.1)TiO3-0.45Ba(Sn0.2Ti0.8)O3 lead-free ceramics with high piezoelectricity
Popis výsledku v původním jazyce
We report a large piezoelectric constant (d33), 720 pC/N and converse piezoelectric constant (d33*), 2215 pm/V for 0.55(Ba0.9Ca0.1)TiO3-0.45Ba(Sn0.2Ti0.8)O3 ceramics; the biggest value achieved for lead-free piezoceramics so far. The ceramic powders were calcined between 1050°C-1350°C and sintered at 1480°C. The best properties were obtained at a calcination temperature (CT) of 1350°C. The fitting combination of processing and microstructural parameters for example, initial powder particle size >2 µm, ceramics density ~95%, and grain size ~40 µm led to a formation of orthorhombic-tetragonal-pseudo-cubic (O-T-PC) mixed phase boundary near room temperature, supported by Raman spectra, pointed to the extremely high piezoelectric activity. These conditions significantly increase piezoelectric constants, together with high relative permittivity (εr) >5000 and a low loss tangent (tan δ) of 0.029. In addition, the d33 value stabilizes in the range of 400-500 pC/N for all samples calcined between 1050°C and 1250°C. The results entail that the (Ba,Ca)(Sn,Ti)O3 ceramics are strong contenders to be a substitute for lead-based materials for room temperature applications.
Název v anglickém jazyce
Processing of 0.55(Ba0.9Ca0.1)TiO3-0.45Ba(Sn0.2Ti0.8)O3 lead-free ceramics with high piezoelectricity
Popis výsledku anglicky
We report a large piezoelectric constant (d33), 720 pC/N and converse piezoelectric constant (d33*), 2215 pm/V for 0.55(Ba0.9Ca0.1)TiO3-0.45Ba(Sn0.2Ti0.8)O3 ceramics; the biggest value achieved for lead-free piezoceramics so far. The ceramic powders were calcined between 1050°C-1350°C and sintered at 1480°C. The best properties were obtained at a calcination temperature (CT) of 1350°C. The fitting combination of processing and microstructural parameters for example, initial powder particle size >2 µm, ceramics density ~95%, and grain size ~40 µm led to a formation of orthorhombic-tetragonal-pseudo-cubic (O-T-PC) mixed phase boundary near room temperature, supported by Raman spectra, pointed to the extremely high piezoelectric activity. These conditions significantly increase piezoelectric constants, together with high relative permittivity (εr) >5000 and a low loss tangent (tan δ) of 0.029. In addition, the d33 value stabilizes in the range of 400-500 pC/N for all samples calcined between 1050°C and 1250°C. The results entail that the (Ba,Ca)(Sn,Ti)O3 ceramics are strong contenders to be a substitute for lead-based materials for room temperature applications.
Klasifikace
Druh
J<sub>imp</sub> - Článek v periodiku v databázi Web of Science
CEP obor
—
OECD FORD obor
20504 - Ceramics
Návaznosti výsledku
Projekt
Výsledek vznikl pri realizaci vícero projektů. Více informací v záložce Projekty.
Návaznosti
P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)
Ostatní
Rok uplatnění
2020
Kód důvěrnosti údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Údaje specifické pro druh výsledku
Název periodika
Journal of the American Ceramic Society
ISSN
0002-7820
e-ISSN
—
Svazek periodika
103
Číslo periodika v rámci svazku
8
Stát vydavatele periodika
US - Spojené státy americké
Počet stran výsledku
14
Strana od-do
4611-4624
Kód UT WoS článku
000519384200001
EID výsledku v databázi Scopus
2-s2.0-85081749799