Effect of powder processing conditions on the electromechanical properties of lithium doped potassium sodium niobate

• Autores: Ebru Mensur Alkoy, Ayse Berksoy Yavuz
• Localización: Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio, ISSN 0366-3175, Vol. 55, Nº. 6, 2016, págs. 246-252
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Efecto de las condiciones de procesamiento de polvo en las propiedades electromecánicas del niobato de sodio y potasio dopado con litio
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    Cerámicas de niobato de sodio y potasio dopado con litio con la composición (K0,50-x/2Na0,50-x/2Lix)NbO3, donde x=0,04 y 0,07, se fabricaron por calcinación de estado sólido y métodos de sinterización sin presión. Sin embargo, en este estudio se utilizaron 2 vías diferentes de procesamiento de polvo y calcinación, y se investigó y discutió su efecto sobre las propiedades estructurales y eléctricas. Las vías concretamente fueron calcinación suelta y calcinación compacta. Se observó una tendencia general de disminución de tamaño del grano en la cerámica sinterizada, preparada a partir de estos polvos. El efecto más drástico se observó en las propiedades electromecánicas de las muestras, donde la tensión máxima del 7% de la muestra de litio modificado bajo un campo eléctrico de 50kV/cm se incrementó del 0,09 al 0,12% al cambiar la vía de procesamiento. Además, se observó que disminuía el comportamiento histerético de la tensión. Esta tendencia también fue válida para la propiedad de histéresis ferroeléctrica, con polarización remanente (2Pr), que aumentó de 23 a 46μC/cm2. Las mejoras observadas en las propiedades eléctricas se discutieron sobre la base de la homogeneidad química y la distribución iónica uniforme.

  • English

    Lithium doped potassium sodium niobate ceramics with (K0.50−x/2Na0.50−x/2Lix)NbO3 composition where x=0.04 and 0.07 were fabricated by solid state calcination and pressureless sintering methods. However, two different powder processing and calcination routes were used in this study and their effect on the structural and electrical properties were investigated and discussed. The routes were namely loose calcination and compact calcination. A general trend of decreasing grain size was observed in the sintered ceramics prepared from these powders. The most drastic effect was observed on the electromechanical properties of the samples, where the maximum strain of 7% lithium modified sample under an E-field of 50kV/cm was increased from 0.09% to 0.12% by changing processing route. Furthermore, hysteretic behavior of the strain was found to decrease. This tendency was also valid for ferroelectric hysteresis property, with remnant polarization (2Pr) increasing from 23μC/cm2 to 46μC/cm2. The improvements observed in the electrical properties were discussed on the basis of chemical homogeneity and uniform ionic distribution.