Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Enhanced piezoelectric properties of Na,Ce co-doped Bi4Ti2.86W0.14O12 high temperature piezoceramics

Zhang Zhipeng, Shen Zong-Yang, Qin Chen, Song Fusheng, Luo Wenqin, Wang Zhumei, Li Yueming

Materiały Ceramiczne

|

2019

|

T. 71, nr 4

350--355

EN

Sodium and cerium co-doped Bi4Ti2.86W0.14O12 ceramics abided by the formula (Na0.5Ce0.5)xBi4-xTi2.86W0.14O12 (abbreviated as NC100x-BITW, x = 0-0.12) were prepared by solid state reaction method. The effect of (Na0.5Ce0.5) addition on the structure and electrical properties of the ceramics was investigated. XRD results indicated that the NC100x-BITW ceramics possess a pure three-layer Aurivillius-type structure. (Na0.5Ce0.5) addition first increases and then decreases the grain size which can be observed by scanning electron microscopy. With the increase of (Na0.5Ce0.5) addition, the Curie temperature (Tc) was gradually decreased from 632 C to 595 C. The piezoelectric properties can be enhanced while the dielectric loss decreased after (Na0.5Ce0.5) addition, and the optimal properties were obtained as follows when x = 0.06: d33 = 21.1 pC/N, kp = 7.2%, Qm = 4978, εr =147 (@100 kHz), tanδ = 0.27% (@100 kHz), Tc =614 C and resistivity of 4.3•108 Ω•cm at 500 C, suitable for high temperature sensing applications.

PL

Ceramikę Bi4Ti2.86W0.14O12 domieszkowaną sodem i cerem wytworzono zgodnie ze wzorem (Na0.5Ce0.5)xBi4-xTi2.86W0.14O12 (w skrócie NC100x-BITW, x = 0-0,12) metodą reakcji w fazie stałej. Zbadano wpływ dodatku (Na0,5Ce0,5) na budowę i właściwości elektryczne ceramiki. Wyniki XRD wykazały, że ceramika NC100x-BITW ma czystą, trójwarstwową strukturę typu Aurivilliusa. Dodanie (Na0,5Ce0,5) najpierw zwiększa, a następnie zmniejsza rozmiar ziarna, co można zaobserwować za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej. Wraz ze wzrostem dodatku (Na0,5Ce0,5) temperatura Curie (Tc) stopniowo obniżała się z 632 C do 595 C. Właściwości piezoelektryczne można poprawić, podczas gdy stratę dielektryczną zmniejszyć po dodaniu (Na0,5Ce0,5) i następujące optymalne właściwości uzyskano, gdy x = 0,06: d33 = 21,1 pC/N, kp = 7,2%, Qm = 4978, εr = 147 (@ 100 kHz), tgδ = 0,27% (@ 100 kHz), Tc = 614 C i rezystywność 4,3•108 Ω•cm przy 500 C, odpowiednie do zastosowań z czujnikami wysokotemperaturowymi.

2

Wpływ domieszki lantanu na właściwości Bi4Ti3O12

Bernard H., Osińska K., Dzik J., Lisińska-Czekaj A., Czekaj D.

Materiały Ceramiczne

|

2012

|

T. 64, nr 1

53-58

PL

Związki perowskitowe to w dużej mierze ferroelektryki charakteryzujące się wysoką temperaturą Curie. Umożliwia to stosowanie ich jako przetworników piezoelektrycznych pracujących w bardzo wysokich temperaturach. W prezentowanej pracy przedstawione zostały zagadnienia związane z wpływem domieszki lantanu na wytwarzanie Bi4-xLaxTi3O12 dla x = 0, 0,25, 0,75 oraz jej strukturę i właściwości dielektryczne. Materiał BiTLa wytworzono metodą syntezy w fazie stałej z mieszaniny tlenków (MOM). Jako metodę zagęszczania zastosowano spiekanie swobodne w 1000°C oraz 1100°C przez 2 h. Dla stechiometrycznej mieszaniny tlenków wyjściowych przeprowadzono analizę termiczną. Mikrostrukturę przełomu wytworzonej ceramiki obserwowano przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego. Analizę składu chemicznego przeprowadzono metodą EDS, a strukturę krystaliczną badano metodą dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego. Dla otrzymanych próbek Bi4-xLaxTi3O12 dokonano pomiaru temperaturowej zależności impedancji dla wybranych częstości z zakresu częstotliwości (1-100) kHz.

EN

La-modified Bi4Ti3O12 is a typical ferroelectric, piezoelectric and electro-optic material, having relatively low coercive field, low dielectric constant, high Curie temperature and high breakdown strength. In the present research, Bi4Ti3O12 ceramics doped with La (BiTLa) were synthesized by the standard solid-state reaction method from the mixture of oxides at 1000 °C for 3 h. Ceramic powders of Bi4-xLaxTi3O12 for x = 0, 0.25, 0.75 were next pressed, and the compacts were sintered by natural sintering at temperatures of 1000°C and 1100°C with a soaking time of 2 h. A thermal analysis was carried out for the stoichiometric mixture of starting oxides. The influence of La-doping on the chemical composition and microstructure of BiTLa ceramics was studied by scanning electron microscopy (HITACHI S-4700) and energy dispersion spectroscopy. The crystal structure of Bi4-xLaxTi3O12 ceramics was determined by X-ray diffraction. The temperature dependence of the impedance was measured in the frequency range of (1-100) kHz.

3

Dielectric properties of bismuth ferrite - bismuth titanate ceramic composite

Osińska K., Lisińska-Czekaj A., Bernard H., Dzik J., Adamczyk M., Czekaj D.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2011

|

Vol. 56, iss. 4

1093-1104

EN

n this paper the BiFeO3//Bi4Ti3O12 (BF//BiT) ceramic-ceramic composites with 0-3 connectivity were prepared from BiFeO3 and Bi4Ti3O12 ceramic powders by free sintering method at T=900°C, for different concentration of the BF ceramic phases. Bi4Ti3O12 and BiFeO3 ceramic powders were synthesized by the conventional mixed oxide method (MOM). Synthesized BF powder was dispersed in a BiT solution and next such composite was pressing and sintering. Crystalline structure was studied by X-ray diffraction method. The dielectric properties of the BF//BiT ceramic composites were also investigated. Temperature dependence of dielectric permittivity of BF//BiT composites was measured in the frequency range of f=10kHz-100kHz. It was found, that properties of the ceramic-ceramic composite are not a simple sum of properties of the phases constituting the composite but they depend on both the way of connectivity and mutual influence of the phases on each other. The abrupt increase in permittivity may indicate an excess of the percolation threshold, so the ceramic composite for the concentrations of the BF ceramic phase cV <10% cannot be indexed as composites with 0-3 connectivity.

PL

Kompozyty ceramiczno-ceramiczne BiFeO3//Bi4Ti3O12 (BF//BiT) o sposobie łączenia faz 0-3, dla różnej koncentracji fazy ceramicznej BF otrzymywano z proszków ceramicznych BiFeO3 i Bi4Ti3O12, metodą spiekania swobodnego w T=900 C. Proszki ceramiczne Bi4Ti3O12 i BiFeO3 syntezowano metodą reakcji w fazie stałej z mieszaniny prostych tlenków. Zsyntezowany proszek ceramiczny BF zdyspergowano w roztworze BiT, a następnie otrzymany kompozyt prasowano i spiekano. Strukturę krystaliczną badano metodą dyfrakcji rentgenowskiej. Temperaturowa zależność przenikalności elektrycznej kompozytów BF//BiT badano w zakresie częstotliwości f=10kHz-100kHz. Właściwości kompozytu ceramiczno-ceramicznego nie są prostą sumą właściwości poszczególnych faz składowych, ale stanowią efekt synergicznego oddziaływania faz składowych i sposobu ich wzajemnego połączenia. Gwałtowny wzrost wartości przenikalności dla 10%BF//BiT może świadczyć o przekroczeniu progu perkolacji, a więc kompozyty ceramiczno-ceramiczne BF//BiT o stężeniu ceramicznej fazy BF cV >10% nie mogą być indeksowane jako kompozyty o sposobie łączenia faz 0-3.

4

Zastosowanie metody MOM do wytwarzania ceramiki Bi4Ti3O12

Bernard H., Dzik J., Lisińska-Czekaj A., Osińska K., Czekaj D.

Inżynieria Materiałowa

|

2010

|

Vol. 31, nr 6

1404-1408

PL

Tytanian bizmutu Bi4Ti3O12 (BiT) należy do materiałów ceramicznych odznaczających się strukturą Aurivilliusa. Dzięki swoim właściwościom ceramika BiT jest szeroko stosowana na przykład do budowy wysokotemperaturowych przetworników piezoelektrycznych. W pracy przedstawione zostały zagadnienia związane z technologią wytwarzania materiału BiT metodą syntezy w fazie stałej z mieszaniny prostych tlenków (MOM - Mixed Oxide Method). Jako metodę zagęszczania zastosowano spiekanie swobodne. Morfologię przełomu wytworzonej ceramiki Bi4Ti3O12 obserwowano za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM). Analizę składu chemicznego przeprowadzono metodą spektroskopii rentgenowskiej z dyspersją energii (EDS), a strukturę krystaliczną ceramiki badano metodą rentgenowskiej analizy fazowej (XRD). W pracy przedstawiono ponadto rezultaty badań dielektrycznych metodą spektroskopii impedancyjnej. Dane eksperymentalne analizowano za pomocą metody równoważnych układów elektrycznych.

EN

Bi4Ti3O12 ceramic is known as a typical ferroelectric, piezoelectric and electrooptical material, having relatively low coercive field, low dielectric constant, high Curie temperature and high breakdown strength. The bismuth titanate Bi4Ti3O12 ceramic powders was synthesized by the conventional mixed oxide method (MOM). Compacts of Bi4Ti3O12 were next densified by free sintering method. The morphology of Bi4Ti3O12 was observed by scanning electron microscopy (SEM). The crystal structure was examined by X-ray diffraction (XRD). The tool of impedance spectroscopy was applied to characterize relaxation processes present in the system at the set of constant temperatures, as well as to separate the polycrystalline ceramic material bulk, grain boundary, and electrode effects.

5

The sol-gel synthesis of bismuth titanate electroceramic thin films

Zarycka A., Lisińska-Czekaj A., Czuber J., Orkisz T., Ilczuk J., Czekaj D.

Materials Science Poland

|

2005

|

Vol. 23, No. 1

167--175

EN

The present study reports results of the synthesis of randomly oriented Bi4Ti3O12 (BTO) thin films by a modified hybrid sol-gel process. Bismuth nitrate and titanium(IV) butoxide were used as the starting materials. Crystalline films were deposited on silicon and stainless steel substrates by spin coating and subsequently annealed at 650 0C. The structure of the films was investigated by X-ray diffraction. The formation of a layered perovskite-like structure with orthorhombic symmetry was confirmed. Scanning electron microscopy showed that the surfaces of the films were smooth, dense, and crack free. Conservation of the chemical composition was confirmed by energy dispersive spectroscopy.