Significantly enhanced dc electrical resistivity and piezoelectric properties of Tb‐modified CaBi 2 Nb 2 O 9 ceramics for high‐temperature piezoelectric applications

材料科学 电阻率和电导率 压电 陶瓷 居里温度 铁电性 温度系数 压电系数 空位缺陷 矿物学 分析化学(期刊) 复合材料 凝聚态物理 电介质 冶金 光电子学 化学 电气工程 工程类 物理 铁磁性 色谱法
作者
Juan‐Nan Chen,Qian Wang,Xian Zhao,Chun‐Ming Wang
出处
期刊:Journal of the American Ceramic Society [Wiley]
卷期号:105 (7): 4815-4826 被引量:41
标识
DOI:10.1111/jace.18464
摘要

Abstract Bismuth layer–structured ferroelectric calcium bismuth niobate (CaBi 2 Nb 2 O 9 , CBN) is considered to be one of the most potential high‐temperature piezoelectric materials due to its high Curie temperature T c of ∼940°C, but the drawbacks of low electrical resistivity at elevated temperature and low piezoelectric performance limit its applications as key electronic components at high temperature (HT). Herein, we report significantly enhanced dc electrical resistivity and piezoelectric properties of CBN ceramics through rare‐earth element Tb ions compositional adjustment. The nominal compositions of Ca 1− x Tb x Bi 2 Nb 2 O 9 (abbreviated as CBN‐100 x Tb) have been fabricated by conventional solid‐state reaction method. The composition of CBN‐3Tb exhibits a significantly enhanced dc electrical resistivity of 1.97 × 10 6 Ω cm at 600°C, which is larger by two orders of magnitude compared with unmodified CBN. The donor substitutions of Tb 3+ ions for Ca 2+ ions reduce the oxygen vacancy concentrations and increase the band‐gap energy, which is responsible for the enhancement of dc electric resistivity. The temperature‐dependent dc conduction properties reveal that the conduction is dominated by the thermally activated oxygen vacancies in the low‐temperature region (200–350°C) and by the intrinsic conduction in the HT region (350–650°C). The CBN‐3Tb also exhibits enhanced piezoelectric properties with a high piezoelectric coefficient d 33 of ∼13.2 pC/N and a high T c of ∼966°C. Moreover, the CBN‐3Tb exhibits good thermal stabilities of piezoelectric properties, remaining 97% of its room temperature value after annealing at 900°C. These properties demonstrate the great potentials of Tb‐modified CBN for high‐temperature piezoelectric 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
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
1秒前
聪慧的石头完成签到,获得积分10
1秒前
2秒前
pan完成签到 ,获得积分10
2秒前
勤奋语蕊发布了新的文献求助10
2秒前
小油菜发布了新的文献求助10
2秒前
3秒前
李金玉发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
777777777发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
5秒前
5秒前
5秒前
爱喝美式完成签到,获得积分20
5秒前
无限安荷发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
chen完成签到,获得积分10
6秒前
挣扎的人发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
123456发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
雁南飞完成签到,获得积分10
8秒前
超级烦完成签到 ,获得积分10
8秒前
wj发布了新的文献求助10
8秒前
所所应助debuffv采纳,获得10
8秒前
小P发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
9秒前
科研通AI6.3应助chen采纳,获得10
10秒前
10秒前
缓慢的孤菱完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
11秒前
11秒前
陆小成发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
12秒前
juez发布了新的文献求助10
12秒前
复杂冬菱完成签到 ,获得积分10
12秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Picture this! Including first nations fiction picture books in school library collections 2000
The Cambridge History of China: Volume 4, Sui and T'ang China, 589–906 AD, Part Two 1500
Cowries - A Guide to the Gastropod Family Cypraeidae 1200
ON THE THEORY OF BIRATIONAL BLOWING-UP 666
Signals, Systems, and Signal Processing 610
“美军军官队伍建设研究”系列(全册) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6387106
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8200944
关于积分的说明 17349940
捐赠科研通 5440847
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2877199
邀请新用户注册赠送积分活动 1853550
关于科研通互助平台的介绍 1697463