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Effect of Ferroelectric Long-Range Order on the Unipolar and Bipolar Electric Fatigue in Bi1/2Na1/2TiO3-Based Lead-Free Piezoceramics

Luo, Zhenhua ; Granzow, Torsten ; Glaum, Julia ; Jo, Wook ; Rödel, Jürgen ; Hoffman, Mark (2011)
Effect of Ferroelectric Long-Range Order on the Unipolar and Bipolar Electric Fatigue in Bi1/2Na1/2TiO3-Based Lead-Free Piezoceramics.
In: Journal of the American Ceramic Society, 94 (11)
doi: 10.1111/j.1551-2916.2011.04605.x
Artikel, Bibliographie

Kurzbeschreibung (Abstract)

The fatigue behavior of the lead-free piezoelectric Bi1/2Na1/2TiO3–BaTiO3−K0.5Na0.5NbO3 (BNT-BT-KNN) under bipolar and unipolar electrical loading is investigated. Special attention is paid to the effect of a decreasing ferroelectric order which was affected by an increase in KNN-content. It is found that, in mainly ferroelectric systems with low KNN-content, bipolar cycling leads to domain wall pinning and formation of microcracks, while in mainly non-ferroelectric systems with high KNN-content fatigue can be rationalized by the repeated field-induced phase transition occurring during each field cycle. Under unipolar load, fatigue in low-KNN systems is dominated by domain wall pinning and the formation of a space charge field. Only the latter effect is present in non-ferroelectric high-KNN systems, which fatigue to a smaller degree.

Typ des Eintrags: Artikel
Erschienen: 2011
Autor(en): Luo, Zhenhua ; Granzow, Torsten ; Glaum, Julia ; Jo, Wook ; Rödel, Jürgen ; Hoffman, Mark
Art des Eintrags: Bibliographie
Titel: Effect of Ferroelectric Long-Range Order on the Unipolar and Bipolar Electric Fatigue in Bi1/2Na1/2TiO3-Based Lead-Free Piezoceramics
Sprache: Englisch
Publikationsjahr: November 2011
Titel der Zeitschrift, Zeitung oder Schriftenreihe: Journal of the American Ceramic Society
Jahrgang/Volume einer Zeitschrift: 94
(Heft-)Nummer: 11
DOI: 10.1111/j.1551-2916.2011.04605.x
Kurzbeschreibung (Abstract):

The fatigue behavior of the lead-free piezoelectric Bi1/2Na1/2TiO3–BaTiO3−K0.5Na0.5NbO3 (BNT-BT-KNN) under bipolar and unipolar electrical loading is investigated. Special attention is paid to the effect of a decreasing ferroelectric order which was affected by an increase in KNN-content. It is found that, in mainly ferroelectric systems with low KNN-content, bipolar cycling leads to domain wall pinning and formation of microcracks, while in mainly non-ferroelectric systems with high KNN-content fatigue can be rationalized by the repeated field-induced phase transition occurring during each field cycle. Under unipolar load, fatigue in low-KNN systems is dominated by domain wall pinning and the formation of a space charge field. Only the latter effect is present in non-ferroelectric high-KNN systems, which fatigue to a smaller degree.

Zusätzliche Informationen:

SFB 595 Cooperation A1, D1

Fachbereich(e)/-gebiet(e): 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 > D - Bauteileigenschaften > Teilprojekt D1: Mesoskopische und makroskopische Ermüdung in dotierten ferroelektrischen Keramiken
11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 595: Elektrische Ermüdung > A - Synthese
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 595: Elektrische Ermüdung > D - Bauteileigenschaften
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 595: Elektrische Ermüdung
11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften
Zentrale Einrichtungen
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche
DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio)
Hinterlegungsdatum: 11 Nov 2011 08:15
Letzte Änderung: 05 Mär 2013 09:55
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