Sapper, Eva ; Gassmann, Andrea ; Gjødvad, Lars ; Jo, Wook ; Granzow, Torsten ; Rödel, Jürgen (2014)
Cycling stability of lead-free BNT–8BT and BNT–6BT–3KNN multilayer actuators and bulk ceramics.
In: Journal of the European Ceramic Society, 34 (3)
doi: 10.1016/j.jeurceramsoc.2013.09.006
Artikel, Bibliographie
Kurzbeschreibung (Abstract)
This study presents the electromechanical properties and cycling stability of lead-free piezoelectric materials 0.92(Bi1/2Na1/2)TiO3–0.08BaTiO3 (BNT–8BT) and 0.91(Bi1/2Na1/2)TiO3–0.06BaTiO3–0.03(K0.5Na0.5)NbO3 (BNT–6BT–3KNN). Both bulk samples as well as multilayer actuators (MLA) with internal Ag/Pd (70/30) electrodes were successfully processed from both materials. Electromechanical characteristics in the non-fatigued state and after different numbers of unipolar fatigue cycles are provided, representing the first direct comparison of the fatigue resistance of lead-free bulk ceramics and the corresponding MLAs. At a maximum field of 6 kV/mm and a frequency of 50 Hz, BNT–8BT MLA delivered a maximum strain of 0.07% and displayed excellent cycling stability. BNT–6BT–3KNN MLA provided a higher strain of 0.15% initially but degraded during cycling and exhibited break down after 107 cycles. Furthermore, the frequency dependence of strain and the self-heating during cycling were investigated. The temperature increase is limited only to 2 °C in BNT–8BT MLA and 13 °C in BNT–6BT–3KNN MLA.
| Typ des Eintrags: | Artikel |
|---|---|
| Erschienen: | 2014 |
| Autor(en): | Sapper, Eva ; Gassmann, Andrea ; Gjødvad, Lars ; Jo, Wook ; Granzow, Torsten ; Rödel, Jürgen |
| Art des Eintrags: | Bibliographie |
| Titel: | Cycling stability of lead-free BNT–8BT and BNT–6BT–3KNN multilayer actuators and bulk ceramics |
| Sprache: | Englisch |
| Publikationsjahr: | März 2014 |
| Titel der Zeitschrift, Zeitung oder Schriftenreihe: | Journal of the European Ceramic Society |
| Jahrgang/Volume einer Zeitschrift: | 34 |
| (Heft-)Nummer: | 3 |
| DOI: | 10.1016/j.jeurceramsoc.2013.09.006 |
| Kurzbeschreibung (Abstract): | This study presents the electromechanical properties and cycling stability of lead-free piezoelectric materials 0.92(Bi1/2Na1/2)TiO3–0.08BaTiO3 (BNT–8BT) and 0.91(Bi1/2Na1/2)TiO3–0.06BaTiO3–0.03(K0.5Na0.5)NbO3 (BNT–6BT–3KNN). Both bulk samples as well as multilayer actuators (MLA) with internal Ag/Pd (70/30) electrodes were successfully processed from both materials. Electromechanical characteristics in the non-fatigued state and after different numbers of unipolar fatigue cycles are provided, representing the first direct comparison of the fatigue resistance of lead-free bulk ceramics and the corresponding MLAs. At a maximum field of 6 kV/mm and a frequency of 50 Hz, BNT–8BT MLA delivered a maximum strain of 0.07% and displayed excellent cycling stability. BNT–6BT–3KNN MLA provided a higher strain of 0.15% initially but degraded during cycling and exhibited break down after 107 cycles. Furthermore, the frequency dependence of strain and the self-heating during cycling were investigated. The temperature increase is limited only to 2 °C in BNT–8BT MLA and 13 °C in BNT–6BT–3KNN MLA. |
| Freie Schlagworte: | Bismuth sodium titanate; Lead-free; Multilayer actuator; Strain hysteresis; Fatigue |
| Zusätzliche Informationen: | SFB 595 Cooperation A1, D1, D4 |
| Fachbereich(e)/-gebiet(e): | 11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften 11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft 11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft > Elektronische Materialeigenschaften 11 Fachbereich Material- und Geowissenschaften > Materialwissenschaft > Fachgebiet Nichtmetallisch-Anorganische Werkstoffe Zentrale Einrichtungen DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 595: Elektrische Ermüdung 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 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 > D - Bauteileigenschaften > Teilprojekt D4: Betriebsbedingte Ermüdung von Bauelementen aus organischen Halbleitern DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche > SFB 595: Elektrische Ermüdung > A - Synthese DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) > Sonderforschungsbereiche DFG-Sonderforschungsbereiche (inkl. Transregio) |
| Hinterlegungsdatum: | 02 Dez 2013 09:28 |
| Letzte Änderung: | 12 Dez 2013 09:39 |
| PPN: | |
| Export: | |
| Suche nach Titel in: | TUfind oder in Google |
 |
Frage zum Eintrag |
Optionen (nur für Redakteure)
 |
Redaktionelle Details anzeigen |
Drucken
Impressum