Lọc theo danh mục
  • Năm xuất bản
    Xem thêm
  • Lĩnh vực
liên kết website
Lượt truy cập
 Lượt truy cập :  25,094,267
  • Công bố khoa học và công nghệ Việt Nam

Dụng Thị Hoài Trang , Hoàng Ngọc An , Lê Thị Liên Phương , Lê Trần Uyên Tú(1) , Võ Thanh Tùng

Effects of sintering temperature on physical properties of (K0.5Na0.5)NbO3 ceramics

ẢNH HƯỞNG CỦA NHIỆT ĐỘ THIÊU KẾT ĐẾN MỘT SỐ TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA HỆ GỐM (K0,5Na0,5)NbO3

Tạp chí Khoa học Đại học Huế: Khoa học Tự nhiên

2020

1A

Hệ gốm K0,5Na0,5NbO3 (KNN) được chế tạo thành công bằng phương pháp phản ứng pha rắn. Ảnh hưởng của nhiệt độ thiêu kết đến tính chất điện môi và áp điện của hệ gốm KNN đã được nghiên cứu. Kết quả thực nghiệm cho thấy mật độ gốm biến thiên khi tăng nhiệt độ thiêu kết và đạt giá trị cao nhất là 4,2 g/cm3 khi thiêu kết tại 1090 °C, tương ứng với sự hình thành các hạt gốm có dạng tứ giác phân bố khá đồng đều. Tại nhiệt độ thiêu kết 1090 °C, gốm có hệ số liên kết điện cơ theo phương bán kính (kp) và hệ số áp điện (d33) đạt giá trị cao nhất, lần lượt là 0,22 và 61 pC/N, ứng với kích thước các hạt gốm khá đồng đều.

This paper reports the synthesis of K0.5Na0.5NbO3 (KNN) ceramics by using an improved conventional method. The influence of sintering temperatures of the fabricated ceramics on the piezoelectric and dielectric properties was studied. It was found that density increases greatly within a narrow temperature range, and reaches the highest value of 4.2 g/cm3 at 1090 °C, corresponding to a dense microstructure with the tetragonal grain shape. However, when sintering temperature slightly exceeds the optimal one, the density tends to decrease, accompanied by the appearance of abnormal grain growth, which is considered to be due to the intensified volatilization of alkali metal oxides. At a sintering temperature of 1090 °C, the highest values of electromechanical coupling factor (kp) and the piezoelectric coefficient (d33) of the ceramics being 0.22 and 61 pC/N, respectively, may be related to homogenous grains size of orthorhombic phase.

  • [1] Kakimoto K, Masuda I, Ohsato H. (2003), Ferroelectric and Piezoelectric Properties of KNbO3 Ceramics Containing Small Amounts of LaFeO3.,Japanese Journal of Applied Physics. 2003;42(Part 1, No. 9B):6102-6105.
  • [2] Matsubara M, Yamaguchi T, Kikuta K, Hirano S (2005), Sintering and Piezoelectric Properties of Potassium Sodium Niobate Ceramics with Newly Developed Sintering Aid.,Japanese Journal of Applied Physics. 2005;44(1A):258-263.
  • [3] Guo Y, Kakimoto K, Ohsato H. (2005), (Na0.5K0.5) NbO3– LiTaO3 lead-free piezoelectric ceramics.,Materials Letters. 2005; 59(2-3):241-244
  • [4] Matsubara M, Yamaguchi T, Kikuta K, Hirano S (2005), Effect of Li Substitution on the Piezoelectric Properties of Potassium Sodium Niobate Ceramics.,Japanese Journal of Applied Physics. 2005;44(8):6136-6142.
  • [5] Skidmore T, Milne S. (2007), Phase development during mixed-oxide processing of a [Na0.5K0.5NbO3]1−x– [LiTaO3]x powder.,Journal of Materials Research. 2007 08;22(8):2265-2272.
  • [6] Dai Y, Zhang X, Zhou G. (2007), Phase transitional behavior in K0.5Na0.5NbO3–LiTaO3 ceramics.,Applied Physics Letters. 2007;90(26):262903.
  • [7] Tashiro S, Nagamatsu H, Nagata K. (2002), Sinterability and Piezoelectric Properties of KNbO3Ceramics after Substituting Pb and Na for K.,Japanese Journal of Applied Physics. 2002 Nov 30;41(Part 1, No. 11B):7113-7118.
  • [8] Rubio-Marcos F, Romero J, Navarro-Rojero M, Fernandez J (2009), Effect of ZnO on the structure, microstructure and electrical properties of KNNmodified piezoceramics.,Journal of the European Ceramic Society. 2009;29(14):3045-3052.
  • [9] Yao F, Wang K, Li J. (2013), Comprehensive investigation of elastic and electrical properties of Li/Ta-modified (K,Na)NbO3 lead-free piezoceramics.,Journal of Applied Physics. 2013;113(17):174105.
  • [10] Dai Y, Zhang X, Zhou G. (2007), Phase transitional behavior in K0.5Na0.5NbO3–LiTaO3 ceramics.,Applied Physics Letters. 2007;90(26):262903
  • [11] Dai Y, Zhang X, Chen K. (2009), Morphotropic phase boundary and electrical properties of K1−xNaxNbO3 lead-free ceramics.,Applied Physics Letters. 2009;94(4):042905.
  • [12] Tennery VJ, Hang KW (1968), Thermal and X‐Ray Diffraction Studies of the NaNbO3–KNbO3 System.,Journal of Applied Physics. 1968;39(10):4749-4753.
  • [13] Ma WX, Fu XH, Tao WH, Yang L, Cheng GY, Zhao LP (2016), KNN-Sb Lead-Free Piezoelectric Ceramics Synthesized by Hydrothermal Method.,Materials Science Forum. 2016;859:3-7
  • [14] Li J, Wang K, Zhu F, Cheng L, Yao F. (2013), (K,Na)NbO3- Based Lead-Free Piezoceramics: Fundamental Aspects, Processing Technologies, and Remaining Challenges. Green DJ.,Journal of the American Ceramic Society. 2013;96(12):3677-3696.
  • [15] Narayana MS, Ramana MKV, Umakantham K, Bhanumathi A (1990), Modified (NaK)NbO3ceramics for transducer applications.,Ferroelectrics. 1990;102(1):243- 247
  • [16] (), Council of the European Uni-on.,EU-Directive 2002/96/EC, Waste Electrical and Electronic Equipment (WEEE). EU: Official Journal of the European Uni-on; 2002. 15 p. CELEX No.: 32002L0096.
  • [17] Saito Y, Takao H, Tani T, Nonoyama T, Takatori K, Homma T, et al. (), Lead-free piezoceramics.,Nature. 2004;432(7013):84-87
  • [18] Xu Y (1991), Ferroelectric Materials and Their Applications.,1st ed. North Holland: Elsevier
  • [19] Jaffe B, Cook WR, Jaffe H (1971), Piezoelectric Ceramics.,1st ed. New York: Academic Press; 1971. 328 p
  • [20] Uchino K. (1997), Piezoelectric Actuators and Ultrasonic Motors. Boston: Kluwer Academic Publishers,