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Lead-free piezoceramics with giant strain in the system Bi[sub 0.5]Na[sub 0.5]TiO[sub 3]–BaTiO[sub 3]–K[sub 0.5]Na[sub 0.5]NbO[sub 3]. II. Temperature dependent properties

Zhang, Shan-Tao ; Kounga, Alain Brice ; Aulbach, Emil ; Jo, Wook ; Granzow, Torsten ; Ehrenberg, Helmut ; Rödel, Jürgen (2008)
Lead-free piezoceramics with giant strain in the system Bi[sub 0.5]Na[sub 0.5]TiO[sub 3]–BaTiO[sub 3]–K[sub 0.5]Na[sub 0.5]NbO[sub 3]. II. Temperature dependent properties.
In: Journal of Applied Physics, 103 (3)
doi: 10.1063/1.2838476
Artikel, Bibliographie

Kurzbeschreibung (Abstract)

The temperature dependence of the dielectric and ferroelectric properties of lead-free piezoceramics of the composition (1−x−y)Bi0.5Na0.5TiO3–xBaTiO3–yK0.5Na0.5NbO3 (0.05 <= x <= 0.07, 0.01 <= y <= 0.03) was investigated. Measurements of the polarization and strain hystereses indicate a transition to predominantly antiferroelectric order when heating from room temperature to 150 °C, while for 150<T<200 °C both remnant polarization and coercive field increase. Frequency-dependent susceptibility measurements show that the transition is relaxorlike. For some samples, the transition temperature Td is high enough to allow mostly ferroelectric ordering at room temperature. These samples show a drastic increase of the usable strain under an external electric field just after the transition into the antiferroelectric state at high temperatures. For the other samples, Td is so low that they display significant antiferroelectric ordering already at room temperature. In these samples, the usable strain is relatively stable over a wide temperature range. In contrast to Td, the temperature Tm of the transition into the paraelectric high-temperature phase depends far less on the sample composition. These results confirm that the high strain in this lead-free system is due to a field-induced antiferroelectric-ferroelectric phase transition and that this effect can be utilized in a wide temperature range.

Typ des Eintrags: Artikel
Erschienen: 2008
Autor(en): Zhang, Shan-Tao ; Kounga, Alain Brice ; Aulbach, Emil ; Jo, Wook ; Granzow, Torsten ; Ehrenberg, Helmut ; Rödel, Jürgen
Art des Eintrags: Bibliographie
Titel: Lead-free piezoceramics with giant strain in the system Bi[sub 0.5]Na[sub 0.5]TiO[sub 3]–BaTiO[sub 3]–K[sub 0.5]Na[sub 0.5]NbO[sub 3]. II. Temperature dependent properties
Sprache: Englisch
Publikationsjahr: Februar 2008
Titel der Zeitschrift, Zeitung oder Schriftenreihe: Journal of Applied Physics
Jahrgang/Volume einer Zeitschrift: 103
(Heft-)Nummer: 3
DOI: 10.1063/1.2838476
Kurzbeschreibung (Abstract):

The temperature dependence of the dielectric and ferroelectric properties of lead-free piezoceramics of the composition (1−x−y)Bi0.5Na0.5TiO3–xBaTiO3–yK0.5Na0.5NbO3 (0.05 <= x <= 0.07, 0.01 <= y <= 0.03) was investigated. Measurements of the polarization and strain hystereses indicate a transition to predominantly antiferroelectric order when heating from room temperature to 150 °C, while for 150<T<200 °C both remnant polarization and coercive field increase. Frequency-dependent susceptibility measurements show that the transition is relaxorlike. For some samples, the transition temperature Td is high enough to allow mostly ferroelectric ordering at room temperature. These samples show a drastic increase of the usable strain under an external electric field just after the transition into the antiferroelectric state at high temperatures. For the other samples, Td is so low that they display significant antiferroelectric ordering already at room temperature. In these samples, the usable strain is relatively stable over a wide temperature range. In contrast to Td, the temperature Tm of the transition into the paraelectric high-temperature phase depends far less on the sample composition. These results confirm that the high strain in this lead-free system is due to a field-induced antiferroelectric-ferroelectric phase transition and that this effect can be utilized in a wide temperature range.

Zusätzliche Informationen:

SFB 595 Cooperation A1, B4, D1

Fachbereich(e)/-gebiet(e): 11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften
11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Geowissenschaften
11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Geowissenschaften > Fachgebiet Geomaterialwissenschaft
11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft
11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft > Fachgebiet Nichtmetallisch-Anorganische Werkstoffe
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 595: Elektrische Ermüdung > A - Synthese > Teilprojekt A1: Herstellung keramischer, texturierter Akuatoren mit hoher Dehnung
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 595: Elektrische Ermüdung > B - Charakterisierung > Teilprojekt B4: In situ Untersuchungen der Degradation von Interkalationsbatterien und deren Modellierung
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 595: Elektrische Ermüdung > D - Bauteileigenschaften > Teilprojekt D1: Mesoskopische und makroskopische Ermüdung in dotierten ferroelektrischen Keramiken
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 595: Elektrische Ermüdung > A - Synthese
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 595: Elektrische Ermüdung > B - Charakterisierung
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 595: Elektrische Ermüdung > D - Bauteileigenschaften
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 595: Elektrische Ermüdung
Zentrale Einrichtungen
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio)
Hinterlegungsdatum: 20 Jun 2011 11:21
Letzte Änderung: 05 Mär 2013 09:48
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