[논문]0.96K0.5Na0.5NbO3-0.04SrTiO3 세라믹스의 상전이와 압전 특성에 대한 Li2CO3 도핑 효과

박재영; 즈엉 짱 안; 이상섭; 안창원; 김병우; 한형수; 이재신

doi:10.4313/jkem.2023.36.5.12

0.96K0.5Na0.5NbO3-0.04SrTiO3 세라믹스의 상전이와 압전 특성에 대한 Li2CO3 도핑 효과
Effect of Li2CO3 Doping on Phase Transition and Piezoelectric Properties of 0.96K0.5Na0.5NbO3-0.04SrTiO3 Ceramics 원문보기

전기전자재료학회논문지 = Journal of the Korean institute of electronic material engineers, v.36 no.5, 2023년, pp.513 - 519

박재영 (울산대학교 첨단소재공학부) , 즈엉 짱 안 (울산대학교 첨단소재공학부) , 이상섭 (울산대학교 첨단소재공학부) , 안창원 (울산대학교 물리학과) , 김병우 (울산대학교 전기전자공학과) , 한형수 (울산대학교 첨단소재공학부) , 이재신 (울산대학교 첨단소재공학부)

Abstract ▼ AI-Helper

It was reported that a tetragonal phase can be stabilized with maintaining good piezoelectric properties when Na0.5K0.5NbO3 (KNN) is modified with 0.06 mol SrTiO3. However, such a high amount of SrTiO3 leads not only to poor sinterability but low Curie temperature (TC). To maintain high TC with good piezoelectric properties in KNN-based lead-free piezoelectric ceramics, this study investigates the effect of Li-doping on the dielectric and piezoelectric properties of 0.96Na0.5K0.5NbO3-0.04SrTiO3 (KNN-4ST) ceramics. As a result, the orthorhombic-tetragonal phase transition was observed at 2 mol% Li2CO3 modified KNN-4ST ceramics, whose TC, d33 and kp values are 328℃, 165pC/N and 0.33, respectively.

주제어

표/그림 (5)

그림 Fig. 1. (a) Linear shrinkage and relative density values for lead-free KNN100xLi-ST ceramics as a function of Li content and microstructures of lead-free KNN100xLi-ST ceramics: (b) x=0, (c) x=0.01, (d) x=0.02, (e) x=0.03, (f) x=0.04, and (g) x=0.06.
$Fig. 2. X-ray diffraction patterns of lead-free KNN100xLi-ST ceramics as a function of Li content in the 2θ ranges of (a) 20~70˚, (b) 44.4~46.4˚, and (c) lattice parameters as a function of Li content.$ 그림 Fig. 2. X-ray diffraction patterns of lead-free KNN100xLi-ST ceramics as a function of Li content in the 2θ ranges of (a) 20~70˚, (b) 44.4~46.4˚, and (c) lattice parameters as a function of Li content.
그림 Fig. 3. (a) Temperature-dependent dielectric constant (ε_r) of lead-free KNN100xLi-ST ceramics and (b) the extracted phase transition temperatures (corresponding to T_c and T_O-T) as a function of Li content.
그림 Fig. 4. (a) Bipolar strain, polarization curves and the extracted, (b) P_m, P_r, E_c, and (c) S_max, S_neg values of lead-free KNN100xLi-ST ceramics as a function of Li content.
그림 Fig. 5. Phase diagram and various piezoelectric constant (d₃₃) and electromechanical coupling factor (k_p) for lead-free KNN100xLi-ST ceramics as a function of Li content.

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