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Enhanced strain and electrostrictive properties in lead-free BNT-based ceramics via rare earth doping

Journal of Materiomics 2022年第2期8卷 401-407页

作者： Anping Deng Jiagang Wu Department of Materials Science Sichuan UniversityChengdu610064China

Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_(3)(BNT)-based ceramics are one of the most promising lead-free ferroelectrics due to their high strain *** to other chemical modifications,rare earth ions doping provides sig-nificant possibility to optimize the strain property of BNT-based *** this work,the effects of rare earth ions on phase structure,microstructure,and strain&electrostrictive properties of lead-free BNT-based ceramics were systematically *** earth ions(i.e.,La^(3+),Sm^(3+),Yb^(3+),Dy^(3+),and Nd ^(3+))were selected as the doping *** moderate La^(3+)ions can drive the ferroelectric state of BNT-based ceramics to nonergodic relaxor state or ergodic relaxor *** enhanced strain response of~0.40-0.42% and high converse piezoelectric coefficient of~600-630 pm/V can be achieved under 60-70 kV/cm for La^(3+)-doped ceramic with nonergodic relaxor ***,the giant electrostrictive coefficient Q 33 of~0.047 m 4/C 2 can be obtained for La ^(3+)-doped ceramic with ergodic relaxor *** rare earth ions also present the promotion effect on strain enhancement for BNT-based *** study affords a significant guidance to optimize strain and electrostrictive properties of BNT-based ce-ramics via rare earth ions doping.

关键词： BNT-based ceramics Rare earth doping strain property Electrostrictive property Structure transition

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