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Thermally stable electrostrain in BiFeO3-BaTiO3-based high temperature lead-free piezoceramics

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作者
Lei Wang,Ruihong Liang,Zhiyong Zhou,Xianlin Dong
出处
期刊:Applied Physics Letters [American Institute of Physics]
卷期号:115 (8) 被引量:40
标识
DOI:10.1063/1.5113919
摘要

BiFeO3-BaTiO3 ceramics possess both high electromechanical properties and a high Curie temperature, which are promising high temperature lead-free piezoactuator materials. However, the poor thermal stability of electrostrain limits their practical exploration. Here, we report a temperature stable electrostrain of 0.18% at 6 kV/mm, with a variation of 13% from 25 °C to 175 °C for (1-x)(0.67BiFeO3-0.33BaTiO3)-xSr0.8Bi0.1◻0.1TiO2.95 solid solutions with x = 0.04. The addition of a relaxor ferroelectric Sr0.8Bi0.1◻0.1TiO2.95 (SBT) breaks the long range ferroelectric order of BiFeO3-BaTiO3 (BFBT) ceramics. More importantly, the combined effect of the negative temperature dependent electrostrain for relaxors and the positive one for the parent BFBT contributes to the superior temperature stability of the electrostrain. This work provides an effective method for designing piezoelectric materials with an enhanced temperature stability for high temperature actuator applications.
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