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,Shao‐Dong 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:49
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
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
bluesky完成签到,获得积分10
1秒前
苹果完成签到 ,获得积分10
2秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
3秒前
exquisite完成签到,获得积分10
4秒前
默存完成签到,获得积分10
4秒前
Preseverance完成签到,获得积分10
5秒前
jor666完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
young应助huyz采纳,获得10
6秒前
自然之云发布了新的文献求助10
7秒前
酷酷的匪完成签到,获得积分10
7秒前
Wu完成签到 ,获得积分10
8秒前
萤火之森完成签到 ,获得积分20
8秒前
123发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
JQKing完成签到,获得积分10
14秒前
活泼的便当完成签到,获得积分10
14秒前
Boris完成签到 ,获得积分10
15秒前
小遇完成签到,获得积分10
15秒前
jiajia发布了新的文献求助10
15秒前
呵呵贺哈完成签到 ,获得积分10
15秒前
Magali应助Ann采纳,获得30
16秒前
高山流水完成签到,获得积分10
16秒前
17秒前
123完成签到,获得积分10
18秒前
一路硕博完成签到,获得积分10
19秒前
张星星完成签到 ,获得积分10
19秒前
滴答dddd完成签到,获得积分10
19秒前
YYJ完成签到,获得积分10
20秒前
阿飞完成签到,获得积分10
20秒前
Tacamily完成签到,获得积分10
21秒前
犇骉发布了新的文献求助10
22秒前
米多奇完成签到 ,获得积分10
23秒前
FashionBoy应助寂寞的小夏采纳,获得10
23秒前
可靠青荷完成签到,获得积分10
24秒前
秘小先儿应助自然之云采纳,获得10
25秒前
25秒前
7788完成签到,获得积分10
26秒前
英俊001完成签到 ,获得积分10
26秒前
KLED完成签到 ,获得积分10
26秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Coking simulation aids on-stream time 450
北师大毕业论文 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 390
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 360
Novel Preparation of Chitin Nanocrystals by H2SO4 and H3PO4 Hydrolysis Followed by High-Pressure Water Jet Treatments 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 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 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4015737
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3555681
关于积分的说明 11318391
捐赠科研通 3288879
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1812301
邀请新用户注册赠送积分活动 887882
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 812027