B2O3 doping in 0.94(Bi0.5Na0.5)TiO3-0.06BaTiO3 lead-free piezoelectric ceramics

Ozgul, Metin; Kucuk, Abdullah

doi:10.1016/j.ceramint.2016.09.073

Cited by 14 publications

(14 citation statements)

References 36 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Elde edilen kristal yapının PDF 01-074-9531 nolu referans patern ile uyumlu olduğu görülmüştür. Ayrıca, 2θ~40° ve 47° açılarındaki piklerde oluşan ayrışmalar tüm seramiklerin MFS kompozisyonunda oluğunu göstermektedir [15]. Artan sinterleme sıcaklığıyla birlikte pik ayrışmalarının daha da belirginleştiği Şekil 1.a'da dikkati çekmektedir.…”

Section: Sonuçlar Ve Tartışma (Results and Discussion)unclassified

“…Geleneksel katı-hal yöntemiyle molce %1 B +3 katkılı BNT-6BT seramiklerin sentezinde başlangıç tozları olarak Bi 2 O 3 (%99,9, Sigma-Aldrich), Na 2 CO 3 (%99,9 Merck), BaCO 3 (%99,9, Sigma-Aldrich), TiO 2 (%99,8, Sigma-Aldrich) ve B 2 O 3 (%98+, Eti Maden, CAS Numarası: 1303-86-2) kullanılmıştır. Katkı oranının belirlenmesinde, daha önce ticari B 2 O 3 kullanılarak yapılan bir çalışmada en üstün piezoelektrik özelliklerin %1 mol B +3 ilavesiyle elde edilmesi belirleyici olmuş; üretim ve karakterizasyon aşamaları söz konusu çalışmadaki süreçlerle uyumlu bir şekilde yürütülmüştür [15]. Başlangıç hammaddeleri stokiyometriye uygun olarak tartılıp, 3 mm çapındaki stabilize zirkonya bilyeler ve etanol ortamında bilyeli değirmende 24 saat öğütme-karıştırma işlemine tabi tutulmuştur.…”

Section: Malzemeler Ve Yöntemler (Materials and Methods)unclassified

“…Sinterleme sıcaklığını düşürmek için yapılan katkılar bakır (II) oksit (CuO), çinko oksit (ZnO), kalay (IV) oksit (SnO 2 ) ve bor oksit (B 2 O 3 ) olarak örneklendirilebilir [13,14]. Literatürde ticari B 2 O 3 katkısının perovskit seramiklerde sinterlenmeyi kolaylaştırdığı, dielektrik ve piezoelektrik özellikleri de geliştirdiğine ilişkin çalışmalar mevcuttur [14][15][16][17][18].…”

Section: Synthesis and Properties Of Domestic Boron Doped Bnt-bt Lead...unclassified

See 2 more Smart Citations

Synthesis and properties of domestic boron doped BNT-BT lead-free piezoelectric ceramics

2022

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Bu çalışmada, yerli bor (B2O3) hammaddesi kullanılarak katı-hal reaksiyonu ile molce %1 B+3 katkılı 0,94(Bi0,5Na0,5)TiO3-0,06BaTiO3 (BNT-6BT) seramikler üretilmiştir. Kalsinasyon sonrası faz oluşumu X-ışını kırınımı (XRD) ile belirlenen tozlardan hidrolik pres (ön şekillendirme) ve soğuk izostatik presleme (CIP) ile disk şeklinde numuneler hazırlamıştır. Numuneler bağlayıcı giderme işleminin ardından 1100, 1150 ve 1200°C sıcaklıklarda 12 saat süreyle hava ortamında sinterlenmiştir. Yapı ve özelliklerin karakterizasyonundan önce numunelerin yoğunluk ölçümleri Arşimet yöntemiyle gerçekleştirilmiştir. Taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile mikroyapı incelemesi ve elektriksel ölçümler için numuneler altın (Au) kaplanmıştır. Bu çalışmada üretilen numunelerin dielektrik (εr, tanδ), piezoelektrik (d33) ve ferroelektrik (P-E histeresiz döngüsü) özellik ölçümlerinden elde edilen sonuçlar literatürde yer alan katkısız ve ticari B2O3 katkılı BNT-6BT seramikler üzerine yapılmış olan çalışmalarla karşılaştırılmıştır. Sonuçlar yerli borun piezoelektrik malzemelerin üretiminde özellikleri geliştirici katkı olarak kullanılabilirliğini göstermektedir.

show abstract

Section: Sonuçlar Ve Tartışma (Results and Discussion)unclassified

Section: Malzemeler Ve Yöntemler (Materials and Methods)unclassified

Section: Synthesis and Properties Of Domestic Boron Doped Bnt-bt Lead...unclassified

See 1 more Smart Citation

Synthesis and properties of domestic boron doped BNT-BT lead-free piezoelectric ceramics

2022

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Some cheap materials, such as Ag/Pd with a small amount of Pb, Ag/Pd/Cu, Ag/Pd/Ni, or Ag/Pd/Ni/Cu inner electrode, may be promising to reduce the multilayer piezoelectric actuators cost. [14,15] However, the low-cost multilayer piezoelectric actuators can only be stable if the sintering temperature is below 1000 °C.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

The Sintering Aids Maintain Giant Strain in Lead‐Free NBT–ST Piezoceramics Sintered at 975 °C

Dinh,

Park,

Han

et al. 2023

Physica Status Solidi (a)

View full text Add to dashboard Cite

The 0.74Na1/2Bi1/2TiO3‐0.26SrTiO3 co‐doped with Li2CO3 and B2O3 are studied to develop the low‐temperature sintered lead‐free piezoceramic for multilayer applications. The studied piezoceramics are synthesized by a conventional solid‐state reaction method. Their crystal structures, microstructures, ferroelectrics, and strain properties are analyzed. Interestingly. the addition of Li2CO3 and B2O3 reduces the sintering temperature of the 0.74Na1/2Bi1/2TiO3‐0.26SrTiO3 sample from 1175oC to 975oC. All samples show a pseudo‐cubic perovskite structure with a dense microstructure and an inhomogeneous grain size distribution. The electric‐field‐induced polarization loops of the samples are saturated at 4 kV/mm. More importantly, the 0.74Na1/2Bi1/2TiO3‐0.26SrTiO3 + 1wt%Li2CO3 + 1wt%B2O3 sample sintered at 975oC shows a Smax/Emax value of 510 pm/V under an applied electric field of 2 kV/mm, which is promising for multilayer lead‐free piezoelectric actuator applications.This article is protected by copyright. All rights reserved.

show abstract

“…Bu yer değiştirme kristal yapının çarpılması ile sonuçlanır ve bu da domainlerin tekrar yönlenmesi ve piezoelektrik özelliklerde artış demektir (Panda 2009). Yeni bir çalışmada BNT-0.06BT seramiklerde bor katkısının dielektrik ve piezoelektrik özelliklere etkileri incelenmiş ve her iki özellikleri de geliştirdiği ve özellikle %1 katkı oranında piezoelektrik sabitinin (d 33 ) 173 pC/N değerine ulaştığı rapor edilmiştir (Ozgul and Kucuk 2016). Bu çalışmada 0.94(Bi 0.5 Na 0.5 )TiO 3 -0.06BaTiO 3 seramiğine B-site donör olarak %1 mol Nb +5 (Nb 2 O 5 ), akseptör olarak da %1 mol Mn +3 (Mn 2 O 3 ) katkılandırılmasının yanı sıra her birine % 1 mol B +3 (B 2 O 3 ) katılarak bor katkısının yapısal ve elektriksel özelliklere etkisi incelenmiştir.…”

Section: Introductionunclassified

Effects of Boron Addition in Mn3+ and Nb5+ Doped BNT-BT Lead-Free Piezoelectric Materials

Ozgul¹,

Abbak²

2017

AKU-J. Sci. Eng.

View full text Add to dashboard Cite

ÖzetKurşun içermeyen piezoelektrik seramikler, yaygın olarak kullanılan (PbZr 1-x Ti x O 3 gibi) kurşun esaslı piezoelektrik seramiklere alternatif olarak araştırılmaktadır. Bu anlamda en çok incelenen malzemelerden biri de (Bi 0.5 Na 0.5 )TiO 3 ; BNT-esaslı seramiklerdir. Saf halde BNT seramikler yüksek koersif alan nedeniyle kutuplanma zorluğu ve buna bağlı olarak düşük piezoelektrik özellikler göstermektedir. Ancak BaTiO 3 ile oluşturdukları katı çözeltilerinde özelliklerin iyileştiği görülmüştür. Özellikleri daha da geliştirmek amacıyla bazı dopant ilaveleri de yapılmıştır. Literatürde yaygın olarak B 2 O 3 katkısının sıvı faz oluşturarak sinterlemeyi kolaylaştırıcı ve ara yere giderek donör davranış gösterdiği rapor edilmektedir. Bu çalışmada, üç farklı bileşim olarak katkısız, %1 Mn Boron; Acceptor; Donor. AbstractLead-free piezoelectric ceramics are researched as an alternative to commonly used lead-based (such as PbZr 1-x Ti x O3) piezoelectric ceramics. In this aspect, one of the most investigated materials is (Bi 0.5 Na 0.5 )TiO 3 ; BNT-based ceramics. Pure BNT ceramics are hard to be poled and have low piezoelectric properties due to their high coercive electric field. However, these properties can be improved when a solid-solution is formed with BaTiO 3 . Some dopants have been added to further improve the properties. In literature it is often reported that B 2 O 3 is a sintering aid and behaves as a donor dopant occupying interstitial positions. In this study, undoped, %1 Mn +3 -, and %1 Nb +5 -doped (Bi 0.5 Na 0.5 )TiO 3 -BaTiO 3 (BNT-BT) ceramics were produced with %1 B +3 addition by using solid-state method. After the density measurements by Archimedes method, ceramics were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM) and their electrical properties were investigated. Piezoelectric charge constant (d 33 ), dielectric constant (ε r ), dielectric loss (tanδ), polarization and bipolar strain hysteresis (P-E and S-E) measurements were performed for each composition.

show abstract

B2O3 doping in 0.94(Bi0.5Na0.5)TiO3-0.06BaTiO3 lead-free piezoelectric ceramics

Cited by 14 publications

References 36 publications

Synthesis and properties of domestic boron doped BNT-BT lead-free piezoelectric ceramics

Synthesis and properties of domestic boron doped BNT-BT lead-free piezoelectric ceramics

The Sintering Aids Maintain Giant Strain in Lead‐Free NBT–ST Piezoceramics Sintered at 975 °C

Effects of Boron Addition in Mn3+ and Nb5+ Doped BNT-BT Lead-Free Piezoelectric Materials

Contact Info

Product

Resources

About