Crystal structures and electrical properties of (1−x)K0.5Na0.5NbO3–xBi0.8La0.2FeO3 lead-free ceramics

Composition and temperature dependence of structure and piezoelectricity in (1−x)(K1−yNay)NbO3‐x(Bi1/2Na1/2)ZrO3 lead‐free ceramics

“…This effect is well documented for dopants such as LiSbO 3 , LiTaO 3 , Bi 0.5 Na 0.5 TiO 3 , and BaTiO 3 . But coexistence of rhombohedral (R) and O phases has been reported for dopants with the general formula AZrO 3 (A=Ba, Sr, or Ca) or BiMO 3 (M=Fe, Sc, Co) . Compositions which rely on R‐O coexistence generally, however, exhibit d 33 ≤ 230 pC/N that are significantly lower the compositions which utilize the O‐T phase boundary to optimize d 33 .…”

“…(2004) reported giant d 33 ∼ 416 pC/N, comparable to those of PZTs, in textured (Li,Ta,Sb)‐modified KNN, However, disadvantages such as attaining well‐densified ceramics due to the high volatility of the alkaline components and low piezoelectric properties in polycrystalline ceramics have prevented KNN being commercialized . In general, dopants in KNN enhance piezoelectricity ( d 33 > 200 pC/N) by pushing the orthorhombic (O) to tetragonal (T) transition boundaries closer to room temperature . This effect is well documented for dopants such as LiSbO 3 , LiTaO 3 , Bi 0.5 Na 0.5 TiO 3 , and BaTiO 3 .…”

Improved piezoelectric properties of (KxNa1−x)0.94Li0.06NbO3 lead-free ceramics fabricated by combining two-step sintering

“…For pure KNN ceramics, difficulty in sintering of the ceramics and control of stoichiometry always leads to deviation from excellent properties, and the ceramics prepared using normal sintering always exhibit poor piezoelectric properties [4]. To improve the densification and piezoelectric properties of KNN ceramics, many studies have been devoted to the property improvement by chemical modification [5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15][16][17][18][19][20], and found that Li substitution to K and/or Na sites plays an important role in enhancing the piezoelectric properties of the KNN system [5,14,15]. Moreover, changing K/Na ratio of KNNbased ceramics [13,16,17] can also be very helpful for fabricating high-performance ceramics by shifting the orthorhombic-tetragonal polymorphic phase transition (PPT) to near room temperature.…”

Efecto del BiFeO₃ en las propiedades del sistema ferroeléctrico libre de plomo K_0.5Na_0.5NbO₃

“…Uno de los grandes problemas con este compuesto es la presencia de impurezas que aumentan la conductividad eléctrica, enmascarando el fenómeno de la ferroelectricidad [3]. Por otro lado, el BiFeO 3 (BFO) se ha usado como dopante del KNN para formar contorno de fase morfotrópico (CFM) romboédrico-ortorrómbico [4]. Sin embargo, la solubilidad del BFO en KNN es pequeña, lo que se atribuye a la gran diferencia estructural entre ambos materiales (BFO romboédrico y KNN ortorrómbico); para aumentar la solubilidad del BFO en el KNN puede ser útil la sustitución del sitio A por lantano ya que puede desviar su estructura de romboédrica a tetragonal/ortorrómbica a temperatura ambiente, por ejemplo, la estructura del sistema (Bi 0.8 La 0.2 )FeO 3 (BLFO) es tetragonal [4].…”

“…Por otro lado, el BiFeO 3 (BFO) se ha usado como dopante del KNN para formar contorno de fase morfotrópico (CFM) romboédrico-ortorrómbico [4]. Sin embargo, la solubilidad del BFO en KNN es pequeña, lo que se atribuye a la gran diferencia estructural entre ambos materiales (BFO romboédrico y KNN ortorrómbico); para aumentar la solubilidad del BFO en el KNN puede ser útil la sustitución del sitio A por lantano ya que puede desviar su estructura de romboédrica a tetragonal/ortorrómbica a temperatura ambiente, por ejemplo, la estructura del sistema (Bi 0.8 La 0.2 )FeO 3 (BLFO) es tetragonal [4]. La obtención de cerámicas densas basadas en KNN depende fuertemente de las características del polvo de partida, por esto deben utilizarse métodos de síntesis que garanticen el control estequiométrico, disminución de la temperatura de síntesis y sinterización, la reproducibilidad, etc.…”