Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Tác động của việc thêm B2O3 lên Độ dày, Cấu trúc vi mô, Tính chất Điện môi, Tính chất Áp điện và Tính chất Thuộc điện của Gốm K0.5Na0.5NbO3
Tóm tắt
Việc bổ sung oxit boron (B2O3) vào bột K0.5Na0.5NbO3 (KNN) đã tạo điều tiện cho việc làm dày nhanh chóng ở nhiệt độ nung thấp, điều này được cho là chìa khóa để giảm thiểu mất mát kali và natri. Bột KNN cơ sở được tổng hợp qua quá trình phản ứng trạng thái rắn. Khác nhau về lượng B2O3 (0.1–1 wt%) đã được thêm vào, và các loại gốm đã được nung ở các nhiệt độ và thời gian khác nhau nhằm tối ưu hóa lượng B2O3 cần thiết để thu được viên gốm KNN với độ dày và kích thước hạt cao nhất có thể. Gốm KNN thêm 0.1 wt% B2O3 nung ở 1,100 °C trong 1 giờ đã thể hiện độ dày cao hơn (97%). Các nghiên cứu bằng kính hiển vi điện tử quét đã xác nhận sự gia tăng kích thước hạt trung bình với sự gia tăng hàm lượng B2O3 ở nhiệt độ và thời gian nung phù hợp. Các gốm KNN thêm B2O3 đã thể hiện các tính chất điện môi và áp điện được cải thiện ở nhiệt độ phòng. Ví dụ, gốm KNN thêm 0.1 wt% B2O3 cho giá trị d33 là 116 pC/N, cao hơn nhiều so với các gốm KNN nguyên chất. Thú vị thay, tất cả các gốm KNN thêm B2O3 (0.1–1 wt%) đều thể hiện các vòng trễ phân cực–trường điện (P so với E) ở nhiệt độ phòng. Giá trị phân cực còn lại (Pr) và trường cưỡng bức (Ec) phụ thuộc vào hàm lượng B2O3 và kích thước tinh thể.
Từ khóa
#Boron oxide #K0.5Na0.5NbO3 #densification #dielectric properties #piezoelectric properties #ferroelectric propertiesTài liệu tham khảo
D. Damjanovic, N. Klein, J. Li, and V.P. Khonskyy, Funct. Mater. Lett. 4, 5 (2010).
T.R. Shrout and S.J. Zhang, J. Eletroceram. 19, 111 (2007).
J. Rodel, W. Jo, K.T.P. Seifert, E.-M. Anton, T. Granzow, and D. Damjanovic, J. Am. Ceram. Soc. 92, 1153 (2009).
M. Dermatin Maeder, D. Damjanovic, and N. Setter, J. Eletroceram. 13, 385 (2004).
L. Egerton and D.M. Dillon, J. Am. Ceram. Soc. 42, 438 (1959).
R. Zuo, J. Rodel, R. Chen, and L. tu Li, J. Am. Ceram. Soc. 89, 2010 (2006).
Y. Guo, K. Kakimoto, and H. Ohsato, Appl. Phys. Lett. 85, 4121 (2004).
J. Wu, D. Xiao, Y. Wang, J. Zhu, P. Yu, and Y. Jiang, J. Appl. Phys. 102, 114113 (2007).
E. Hollenstein, M. Davis, D. Damjanovic, and N. Setter, Appl. Phys. Lett. 87, 182905 (2005).
H.-Y. Park, C.-W. Ahn, H.-C. Song, J.-H. Lee, S. Nahm, K. Uchino, H.-G. Lee, and H.-J. Lee, Appl. Phys. Lett. 89, 062906 (2006).
K. Wang and J.-F. Li, J. Adv. Ceram. 1, 24 (2012).
W.D. Kingery, J. Appl. Phys. 30, 301 (1959).
B. Shri Prakash and K.B.R. Varma, J. Solid State Chem. 180, 1918 (2007).
T. Ogawa, K. Ishii, T. Matsumoto, and T. Nishina, Jpn. J. Appl. Phys. 51, 09LD03-1 (2012).
J. Ryu, J.J. Choi, B.D. Hahn, D.S. Park, W.H. Yoon, and K.Y. Kim, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 54, 2510 (2007).
T. Skidmore and S. Milne, J. Mater. Res. 22, 2265 (2007).
T.A. Skidmore, T. Stevenson, T.P. Comyn, and S.J. Milne, Key Eng. Mater. 368, 1886 (2008).
R. Lopez-Juarez, O. Novelo-Peralta, F. Gonzalez-Garcia, F. Rubio-Marcos, and M.-E. Villafuerte-Castrejon, J. Eur. Ceram. Soc. 31, 1861 (2011).
K. Uchino, Ferroelectric Devices (New York: Marcel Dekker, 2000), p. 94.
H.T. Martirena and J.C. Burfoot, J. Phys. C Solid State Phys. 7, 3182 (1974).
S.E. Park and T. Shrout, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 44, 1140 (1997).