High‐Performance Strain of Lead‐Free Relaxor‐Ferroelectric Piezoceramics by the Morphotropic Phase Boundary Modification

材料科学 相界 铁电性 相(物质) 压电 磁滞 陶瓷 相变 掺杂剂 复合材料 凝聚态物理 兴奋剂 电介质 光电子学 物理 化学 有机化学
作者
Tangyuan Li,Chang Liu,Peng Shi,Xiao Liu,Ruirui Kang,Changbai Long,Ming Wu,Smiley W. Cheng,Shao‐Bo Mi,Yuanhua Xia,Linglong Li,Dong Wang,Xiaojie Lou
出处
期刊:Advanced Functional Materials [Wiley]
卷期号:32 (32) 被引量:13
标识
DOI:10.1002/adfm.202202307
摘要

Abstract Bismuth sodium titanate (BNT)‐based lead‐free piezoceramics are promising for replacing lead‐based piezoceramics in piezoelectric actuators due to their large strains. However, achieving low‐hysteresis large‐strain BNT‐based ceramics over a broad temperature range is challenging, owing to the complexity of the composition design and phase transformation. Herein, a lead‐free relaxor‐ferroelectric (1− x )Bi 0.47 Na 0.47 Ba 0.06 TiO 3 ‐ x K 0.47 Na 0.47 Li 0.06 Nb 0.99 Sb 0.01 O 2.99 system (BNBT‐KNLNS) near the morphotropic phase boundary (MPB), achieved by phase‐field simulations and rational composition design (i.e., BNBT with the MPB as the base and the ferroelectric phase of KNLNS as the dopant) is reported. This ceramic exhibits large strains (0.32–0.51%) and low strain hysteresis (11.1–59.9%) over a wide temperature range (25–125 °C), outperforming many state‐of‐the‐art lead‐free piezoceramics. A small fraction of ferroelectric states embedded in the relaxor matrix is experimentally observed, where these states act as seeds, facilitating the reversible relaxor‐to‐ferroelectric transition. In addition, the MPB composition with low energy barriers yields large strain responses, owing to the easy polarization reversal and extension. Consequently, low‐hysteresis large strains are obtained over a broad temperature range. This work provides a novel design route for discovering high‐performance piezoceramics for actuator applications.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
YJ完成签到,获得积分20
1秒前
hcmsaobang2001完成签到,获得积分10
1秒前
ephore完成签到,获得积分0
1秒前
yue发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
热切菩萨应助卑微小何采纳,获得10
2秒前
4秒前
4秒前
不正直跳跳糖完成签到,获得积分10
4秒前
荣荣完成签到 ,获得积分10
6秒前
7秒前
CNSSCI完成签到,获得积分10
8秒前
resonliu0827发布了新的文献求助10
8秒前
糖糖谈糖糖完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
吴LY发布了新的文献求助10
10秒前
风车车完成签到,获得积分10
10秒前
小苗完成签到,获得积分10
12秒前
Lynn完成签到,获得积分10
14秒前
16秒前
车剑锋发布了新的文献求助10
16秒前
小二郎应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
李爱国应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
柯一一应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
16秒前
华仔应助科研通管家采纳,获得10
16秒前
16秒前
Orange应助啦啦啦啦啦采纳,获得10
18秒前
yue完成签到,获得积分10
18秒前
应俊完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
23秒前
汉堡包应助KONG采纳,获得10
23秒前
HarryMoon发布了新的文献求助10
25秒前
25秒前
moon应助Mhq采纳,获得30
25秒前
25秒前
机智的饼干完成签到 ,获得积分10
25秒前
风吹枫落完成签到 ,获得积分10
26秒前
smottom应助1213采纳,获得10
26秒前
高分求助中
【本贴是提醒信息,请勿应助】请在求助之前详细阅读求助说明!!!! 20000
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 1000
The Three Stars Each: The Astrolabes and Related Texts 900
Yuwu Song, Biographical Dictionary of the People's Republic of China 800
Multifunctional Agriculture, A New Paradigm for European Agriculture and Rural Development 600
Challenges, Strategies, and Resiliency in Disaster and Risk Management 500
Bernd Ziesemer - Maos deutscher Topagent: Wie China die Bundesrepublik eroberte 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2480531
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2143121
关于积分的说明 5465057
捐赠科研通 1865835
什么是DOI,文献DOI怎么找? 927481
版权声明 562942
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 496183