Published January 2, 2023 | Version v1
Publication Metadata-only

Improvement of electrical and energy harvesting properties of new lead-free BST modified 0.995BNKT–0.005LN ceramics

Creators

  • 1. Chiang Mai University
  • 2. King Mongkut's University of Technology North Bangkok
  • 3. Prince of Songkla University

Description

New lead-free (1-y)[0.995Bi0.5(Na0.80K0.20)0.5TiO3-0.005LiNbO3]-y[(Ba0.7Sr0.3)TiO3] or (1-y)[0.995BNKT-0.005LN]-y[BST] (where y = 0, 0.01, 0.02, 0.03, 0.04 and 0.05 mol fraction) ceramics were fabricated by a conventional sintering method with two calcination steps. All ceramics sintered at 1125°C for 2 hours showed an optimum relative density of ~98% and a linear shrinkage of ~18%. X-ray diffraction patterns indicated that all ceramics possessed a pure perovskite phase with coexisting rhombohedral and tetragonal structures. Electrical and energy harvesting properties of 0.995BNKT–0.005LN ceramics were improved with 0.03 mol fraction BST addition (d33 = 287 pC/N, d*33 = 440 pm/V, g33 = 13.40 × 10−3 V/mN and FoM = 3.85 pm2/N). From the observed results, the 0.97[0.995BNKT-0.005LN]-0.03[BST] ceramic is a promising candidate for lead-free piezoelelectric sensor-actuator and energy harvester.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تم تصنيع السيراميك الجديد الخالي من الرصاص (1 - y) [0.995Bi0.5 (Na0.80K0.20) 0.5TiO3-0.005LiNbO3] - y [(Ba0.7Sr0.3)TiO3] أو (1 - y) [0.995BNKT-0.005LN] - y [BST] (حيث y = 0 و 0.01 و 0.02 و 0.03 و 0.04 و 0.05 مول) بطريقة التلبيد التقليدية مع خطوتين للتكلس. أظهرت جميع السيراميك الملبد عند 1125 درجة مئوية لمدة ساعتين كثافة نسبية مثالية تبلغ 98 ٪ تقريبًا وانكماشًا خطيًا بنسبة 18 ٪ تقريبًا. أشارت أنماط حيود الأشعة السينية إلى أن جميع السيراميك يمتلك مرحلة بيروفسكايت نقية مع وجود هياكل معينية ورباعية الزوايا. تم تحسين خصائص حصاد الكهرباء والطاقة من السيراميك 0.995BNKT-0.005LN مع إضافة 0.03 مول جزء BST (d33 = 287 pC/N، d*33 = 440 pm/V، g33 = 13.40 × 10−3 V/mN و FoM = 3.85 pm2/N). من النتائج الملحوظة، فإن السيراميك 0.97[0.995BNKT-0.005LN ]-0.03[BST] هو مرشح واعد لمشغل المستشعر الكهربي الإجهادي الخالي من الرصاص وحصادة الطاقة.

Translated Description (French)

De nouvelles céramiques sans plomb (1-y)[0,995Bi0,5 (Na0,80K0,20) 0,5TiO3-0,005LiNbO3]-y[(Ba0,7Sr0,3)TiO3] ou (1-y)[0,995BNKT-0,005LN]-y[BST] (où y = 0, 0,01, 0,02, 0,03, 0,04 et 0,05 fraction molaire) ont été fabriquées par un procédé de frittage conventionnel avec deux étapes de calcination. Toutes les céramiques frittées à 1125°C pendant 2 heures ont montré une densité relative optimale de ~98% et un retrait linéaire de ~18%. Les diagrammes de diffraction des rayons X indiquent que toutes les céramiques possèdent une phase pérovskite pure avec des structures rhomboédriques et tétragonales coexistantes. Les propriétés électriques et de récupération d'énergie des céramiques 0,995BNKT-0,005LN ont été améliorées avec l'addition de 0,03 fraction molaire de BST (d33 = 287 pC/N, d*33 = 440 pm/V, g33 = 13,40 × 10−3 V/mN et FoM = 3,85 pm2/N). D'après les résultats observés, la céramique 0,97[0,995BNKT-0,005LN]-0,03[BST] est un candidat prometteur pour un capteur-actionneur piézoélectrique sans plomb et une moissonneuse d'énergie.

Translated Description (Spanish)

Se fabricaron nuevas cerámicas sin plomo (1-y)[0.995Bi0.5 (Na0.80K0.20) 0.5TiO3-0.005LiNbO3]-y[(Ba0.7Sr0.3)TiO3] o (1-y)[0.995BNKT-0.005LN]-y[BST] (donde y = 0, 0.01, 0.02, 0.03, 0.04 y 0.05 fracciones molares) mediante un método de sinterización convencional con dos etapas de calcinación. Todas las cerámicas sinterizadas a 1125 °C durante 2 horas mostraron una densidad relativa óptima de ~98% y una contracción lineal de ~18%. Los patrones de difracción de rayos X indicaron que todas las cerámicas poseían una fase de perovskita pura con estructuras romboédricas y tetragonales coexistentes. Las propiedades eléctricas y de recolección de energía de las cerámicas 0.995BNKT-0.005LN mejoraron con la adición de 0.03 mol de fracción BST (d33 = 287 pC/N, d*33 = 440 pm/V, g33 = 13.40 × 10−3 V/mN y FoM = 3.85 pm2/N). A partir de los resultados observados, la cerámica 0.97[0.995BNKT-0.005LN]-0.03[BST] es un candidato prometedor para el sensor-actuador piezoeléctrico sin plomo y el recolector de energía.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تحسين الخصائص الكهربائية وخصائص حصاد الطاقة لسيراميك BST الجديد الخالي من الرصاص المعدل 0.995BNKT-0.005LN
Translated title (French)
Amélioration des propriétés électriques et de récupération d'énergie des nouvelles céramiques sans plomb BST modifiées 0,995BNKT-0,005LN
Translated title (Spanish)
Mejora de las propiedades eléctricas y de recolección de energía de las nuevas cerámicas BST modificadas sin plomo 0.995BNKT-0.005LN

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4313476974
DOI
10.1080/21870764.2022.2156668

Is supplement to
https://openalex.org/W2765453142 (Other)
https://openalex.org/W255134961 (Other)
https://openalex.org/W2391958761 (Other)
https://openalex.org/W2356780078 (Other)
https://openalex.org/W2356008845 (Other)
https://openalex.org/W2350455866 (Other)
https://openalex.org/W2348314720 (Other)
https://openalex.org/W2316482937 (Other)
https://openalex.org/W2253986335 (Other)
https://openalex.org/W2243547089 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Thailand

References

  • https://openalex.org/W1501323942
  • https://openalex.org/W1510855962
  • https://openalex.org/W1541251133
  • https://openalex.org/W1918358376
  • https://openalex.org/W1969714376
  • https://openalex.org/W1976947213
  • https://openalex.org/W1977614104
  • https://openalex.org/W1979571410
  • https://openalex.org/W1981621004
  • https://openalex.org/W1984579800
  • https://openalex.org/W1989428292
  • https://openalex.org/W1990608574
  • https://openalex.org/W1995401887
  • https://openalex.org/W2007208056
  • https://openalex.org/W2009485157
  • https://openalex.org/W2010651538
  • https://openalex.org/W2012937278
  • https://openalex.org/W2016087160
  • https://openalex.org/W2036855227
  • https://openalex.org/W2038146201
  • https://openalex.org/W2042713509
  • https://openalex.org/W2074885607
  • https://openalex.org/W2091515987
  • https://openalex.org/W2092248365
  • https://openalex.org/W2097244220
  • https://openalex.org/W2101380547
  • https://openalex.org/W2102479576
  • https://openalex.org/W2108990673
  • https://openalex.org/W2151838937
  • https://openalex.org/W2155327896
  • https://openalex.org/W2163460439
  • https://openalex.org/W2167590372
  • https://openalex.org/W2197303868
  • https://openalex.org/W2214191191
  • https://openalex.org/W2258494526
  • https://openalex.org/W2291319792
  • https://openalex.org/W2316461171
  • https://openalex.org/W2747408398
  • https://openalex.org/W2757730600
  • https://openalex.org/W2800650907
  • https://openalex.org/W2803153065
  • https://openalex.org/W2888146973
  • https://openalex.org/W2898896927
  • https://openalex.org/W2901028202
  • https://openalex.org/W2902469305
  • https://openalex.org/W2914306028
  • https://openalex.org/W2940077854
  • https://openalex.org/W2973647596
  • https://openalex.org/W2980000737
  • https://openalex.org/W2982453788
  • https://openalex.org/W3006562679
  • https://openalex.org/W3011250697
  • https://openalex.org/W3012023151
  • https://openalex.org/W3082728517
  • https://openalex.org/W3120350395
  • https://openalex.org/W3170514473
  • https://openalex.org/W3177414661
  • https://openalex.org/W4251743082
  • https://openalex.org/W4283079131
  • https://openalex.org/W4284698130
  • https://openalex.org/W4288739949
  • https://openalex.org/W4296307169
  • https://openalex.org/W4296887807
  • https://openalex.org/W626843567