بررسی اثر آلاییدن 5/2% مولی سریم بر رفتار الکتروتنگش پیزوسرامیک عاری از سرب O3 (Zr0.1ti0.9) (Ba0.85ca0.15)

در این پژوهش رفتار الکتروتنگش سرامیک‌های بدون سرب[(ba0.85ca0.15)1xcex/2](zr0.1ti0.9)o3 (bccexzt) که با استفاده از روش تف جوشی حالت جامد تهیه شدند، بررسی شد. این سرامیک‌ها درمحدوده‌ی دمایی °c14501350 به مدت 4 ساعت تف جوشی شدند و نقش آلاینده‌ی سریا بر رفتار الکتروتنگش آن‌ها مطالعه شد. فازهای بلوری و ریزساختار نمونه‌ها با استفاده از روش‌های پراش اشعه‌ی x (xrd) و میکروسکوب الکترونی (sem) مطالعه شدند و از اندازه گیری منحنی‌های هیسترزیس کرنشمیدان و قطبشمیدان در دماهای مختلف برای محاسبه‌ی ضرایب الکتروتنگش استفاده شد. وابستگی دمایی قطبش و کرنش القایی از میدان نشان داد که ضرایب الکتروتنگش به دست آمده از هر دو نوع قطبش و کرنش تک قطبی و دو قطبی تقریباً با هم برابر است و با توجه به این که دمای کوری ترکیب bcce0.025zt در نزدیکی دمای محیط واقع شده است، در کل محدوده‌ی دمایی ̊c11020 در حدود 90 تا 100% از قطبش و کرنش القایی به اثر الکتروتنگش نسبت داده می‌شود. ب. بر اساس نتایج به‌دست آمده، نمونه‌ی bczt حاوی 2.5% مولی سریم که در دمای °c1450 تف جوشی شد بزرگترین ضرایب الکتروتنگش m4/c2 0.063=q33 و m2/v21610×3.4 m33= را دارا بود که از مقادیرگزارش شده برای انواع ترکیب‌های bzt50bct در سایر مقالات بزرگتر بوده و این ترکیب را قابل رقابت با انواع ترکیب‌های بر پایه‌‌ی سرب می‌نماید.

Investigating the effects of 2.5 mol% Ce doping on electrostriction behavior of leadfree (Ba0.85Ca0.15)(Zr0.1Ti0.9)O3 ceramics

Leadfree [(Ba0.85Ca0.15)1xCex/2](Zr0.1Ti0.9)O3 (BCCexZT) piezoceramics were synthesized using conventional solidstate ceramic processing. Sintering was carried out in the temperature range of 1350 1450 °C for 4 h. The microstructure and phase composition were investigated by scanning electron microscopy and Xray diffraction. Polarization and strain measurements were done using a modified SawyerTower circuit and a commercial aixPES piezoelectric evaluation system was used to record the variations of polarization and strain with temperature. The addition of CeO2 decreased the Curie temperature of BCZT to near room temperature and consequently a high permittivity value was obtained at room temperature. Additionally, the temperature dependence of strain and polarization showed that electrostrictive coefficients calculated from the unipolar and bipolar loops were approximately the same. Since the Curie temperature of BCCe0.025ZT is shifted to around room temperature, 90100% of induced polarization and strain is attributed to the electrostriction effect. The highest electrostrictive coefficients of Q33= 0.063 m4/C2 and M33=3.4E16 m2/V2 were obtained for BCCe0.025ZT ceramics with 2.5 mol% Ce, which are higher than the corresponding values in previous reports and make this composition as a candidate for electrostrictive applications.