Electromechanical Characterization of Hafnium/Zirconium Doped Lead Free Na1/2Bi1/2TiO3 Relaxor-Ferroelectric Ceramics

Year 2014, Volume: 14 Issue: 3, 41 - 47, 01.12.2014

Derya Kırsever Hüseyin Yılmaz

Abstract

Recently, lead-free piezoelectric materials are intensely studied due to being environmentally friendly. Among them, sodium bismuth titanate (Na1/2Bi1/2TiO3, or NBT) and its various solid solutions have been drawing special attention as a new candidate for their lead based counterparts. There is a great demand for reducing the adverse effect of lead. In this study, Hafnium (Hf4) or Zirconium (Zr4) +4 +4 doped grain oriented (Na1/2Bi1/2)TiO3 (NBT)ceramics with <100> orientation were fabricated by Templated Grain Growth (TGG) method using anisotropically shaped SrTiO3 template particles.Hf4 or +4 Zr4 doped NBT ceramics were characterized by using X-Ray diffraction (XRD), scanning electron +4 microscopy (SEM), polarization and electromechanical measurements. © Afyon Kocatepe Üniversitesi 1. GirişÇevresel dönüştürücüler (transducer) ve eyleyici (actuator) gibi ileri teknoloji malzemelerin kurşun içermeyen piezoseramiklerden üretilmesini gerektirmektedir. Kurşun içermeyen piezoseramiklerden üretilen malzemelerin gelişimlerinin büyük olmasına rağmen, gelecek 10 hacimlerinin

Keywords

Sodium bismuth titanate

Hafniyum/Zirkonyum Katkılı Kurşunsuz Na1/2Bi1/2TiO3 Relaksör-Ferroelektrik Seramiklerinin Elektromekaniksel Karakterizasyonu

Abstract

Günümüzde kurşun içermeyen piezoelektrik malzemeler üzerinde çevre dostu olmalarından dolayı yoğun olarak çalışılmaktadır. Sodyum bizmut titanat (Na1/2Bi1/2TiO3 veya NBT) ve çeşitli katı çözeltileri, kurşun esaslı benzerleri yerine yeni bir aday olarak özel ilgi çekmektedir. Kurşunun tehlikeli etkisini azaltmak için büyük bir talep vardır. Bu çalışmada, Hafniyum (Hf4) veya Zirkonyum (Hf4) dop edilmiş +4 +4 ve 〈100〉 yönünde yönlendirilmiş (Na1/2Bi1/2)TiO3 (NBT)seramikleri, anizotropik olarak şekillenmiş SrTiO3 şablon parçacıkları kullanılarak şablonlu tane büyümesi metodu (templated grain growth veya TGG) ile üretilmiştir. Hf4 veya Zr4 dop edilmiş NBT seramiklerinin X-Ray kırınımı, taramalı elektron +4 +4 mikroskobu (SEM) analizleri ile polarizasyon ve elektromekaniksel ölçümleri yapılmıştır

Keywords

Sodyum bizmut titanat, Şablonlu tane büyümesi, Relaksör-ferroelektrik

References

• Ge, W., Li, J., and Viehland, D., 2010. Influence of Mn Doping on the Structure and Properties of Na [5] 1372–1377.
• Krauss, W., Schütz, D., Mautner, F. A., Feteira, A., Reichmann, K., 2010. Piezoelectric Properties and Phase Transition Temperatures of the Solid Solution of (1−x)( Bi0.5Na0.5)TiO3–xSrTiO3 . Journal of the European Ceramic Society, 30, 1827-1832.
• Kimura, T., Takahashi, T., Tani, T., Saito, Y., 2004. Crystallographic Texture Development in Bismuth Sodium Titanate Prepared by Reactive-Templated Grain Growth Method. J. Am. Ceram. Soc., 87 [8] 1424–1429.
• Kimura, T., Takahashi, T., Tani, T., Saito, Y., 2004. Preparation of Crystallographically Textured Bi0.5Na0.TiO3