SCI
SCIE
SCOPUS
Pseudocubic-based polymorphic phase boundary structures and their effect on the piezoelectric properties of (Li,Na,K)(Nb,Sb)O<sub>3</sub>-SrZrO<sub>3</sub> lead-free ceramics
저자
Lee, Ku-Tak ; Kim, Dae-Hyeon ; Cho, Sung-Hoon ; Kim, Jeong-Seog ; Ryu, Jungho ; Ahn, Chel-Woo ; Lee, Tae-Ho ; Kim, Gyeung-Ho ; Nahm, Sahn
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2019
작성언어
-주제어
등재정보
SCI,SCIE,SCOPUS
자료형태
학술저널
수록면
1334-1343(10쪽)
제공처
<P><B>Abstract</B></P> <P>CuO-added 0.96(Li<SUB>x</SUB>Na<SUB>0.5-x</SUB>K<SUB>0.5</SUB>)(Nb<SUB>1-y</SUB>Sb<SUB>y</SUB>)O<SUB>3</SUB>-0.04SrZrO<SUB>3</SUB> ceramics were sintered at 1020 °C for 6 h. Various crystal structures were synthesized in these specimens by controlling the Li<SUB>2</SUB>CO<SUB>3</SUB> (x) and Sb<SUB>2</SUB>O<SUB>5</SUB> (y) contents: pseudocubic, orthorhombic-pseudocubic polymorphic phase boundary (PPB), tetragonal-pseudocubic PPB, orthorhombic-tetragonal-pseudocubic PPB, and orthorhombic-tetragonal PPB structures. The pseudocubic structure developed in these specimens was similar to the <I>R</I>3<I>m</I> rhombohedral structure instead of the <I>Pm3m</I> cubic structure because the specimens with a pure pseudocubic structure showed good ferroelectric and piezoelectric properties. The piezoelectric properties of the specimens were influenced by their crystal structures. The specimen with the tetragonal-pseudocubic PPB structure showed the best piezoelectric properties because this structure was similar to the tetragonal-rhombohedral morphotropic phase boundary structure developed in Pb(Zr<SUB>1-x</SUB>Ti<SUB>x</SUB>)O<SUB>3</SUB>-based ceramics. In particular, the specimen with the tetragonal-pseudocubic PPB structure corresponding to x = 0.05 and y = 0.065 showed the largest <I>d</I> <SUB> <I>33</I> </SUB> and <I>k</I> <SUB> <I>p</I> </SUB> values of 431 pC/N and 0.43, respectively.</P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> A schematic phase diagram of the (Li,Na,K)(Nb,Sb)O<SUB>3</SUB>-SrZrO<SUB>3</SUB> ceramics was constructed. </LI> <LI> The specimen with x = 0.05 has a tetragonal-rhombohedral PPB structure. </LI> <LI> This specimen showed the highest piezoelectric properties (<I>d</I> <SUB> <I>33</I> </SUB> = 431 pC/N and <I>k</I> <SUB> <I>p</I> </SUB> = 0.43). </LI> <LI> This specimen maintains a high <I>d</I> <SUB> <I>33</I> </SUB> value of 400 pC/N at 150 °C. </LI> </UL> </P> <P><B>Graphical abstract</B></P> <P>[DISPLAY OMISSION]</P>
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