Significantly enhanced dc electrical resistivity and piezoelectric properties of Tb‐modified CaBi2Nb2O9 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:31
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.

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
科研通AI6应助xue采纳,获得10
刚刚
六块石头发布了新的文献求助10
刚刚
寻找布冯完成签到,获得积分10
1秒前
gengwenjing发布了新的文献求助10
1秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
1秒前
Pt发布了新的文献求助20
1秒前
我铁好人发布了新的文献求助30
2秒前
Asue完成签到,获得积分10
2秒前
SD完成签到 ,获得积分10
2秒前
2秒前
Orange应助合适的冰枫采纳,获得10
3秒前
1127发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
852应助飞虎采纳,获得10
3秒前
魔幻大白发布了新的文献求助30
3秒前
复杂易形完成签到,获得积分10
3秒前
是柯基不是科技完成签到,获得积分10
3秒前
丘比特应助Sten采纳,获得10
4秒前
5秒前
orange完成签到,获得积分10
6秒前
所所应助cc采纳,获得10
6秒前
8秒前
独特妙芙发布了新的文献求助10
8秒前
科研完成签到,获得积分10
8秒前
酷波er应助笨维采纳,获得10
8秒前
8秒前
Owen应助水牛采纳,获得10
8秒前
ZW完成签到,获得积分10
8秒前
SUCUICUI完成签到,获得积分10
9秒前
猹aa完成签到,获得积分10
9秒前
wyuwqhjp完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
自由冬亦完成签到,获得积分10
10秒前
SUCUICUI发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
12秒前
lqy完成签到,获得积分10
13秒前
李xs发布了新的文献求助30
13秒前
13秒前
zhang完成签到,获得积分10
13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
《药学类医疗服务价格项目立项指南(征求意见稿)》 880
Stop Talking About Wellbeing: A Pragmatic Approach to Teacher Workload 800
花の香りの秘密―遺伝子情報から機能性まで 800
3rd Edition Group Dynamics in Exercise and Sport Psychology New Perspectives Edited By Mark R. Beauchamp, Mark Eys Copyright 2025 600
1st Edition Sports Rehabilitation and Training Multidisciplinary Perspectives By Richard Moss, Adam Gledhill 600
Terminologia Embryologica 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5618765
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4703717
关于积分的说明 14923499
捐赠科研通 4758451
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2550251
邀请新用户注册赠送积分活动 1513068
关于科研通互助平台的介绍 1474390