Ausgezeichnete Temperaturstabilität der piezoelektrischen Eigenschaften in PbNb2O6‐basierten Keramiken bis 450 °C

Zusammenfassung Dichte (Pb 0,92 Ba 0,08 )Nb 2 O 6 ‐ x mol% MnO 2 mit 0,25 Gew.% TiO 2 Keramiken mit einer einzelnen orthorhombischen Phase wurden durch eine konventionelle Festkörperreaktionsmethode synthetisiert. Ausgezeichnete piezoelektrische Leistung ( d 33 = 90 pC/N) und niedrige dielektrische Verluste (tan δ = 0,5%) werden in Mn-dotierten Proben erreicht. Interessanterweise werden die dielektrischen Anomalien im Temperaturbereich von 300–400 °C beobachtet, die durch Mn-Dotierung vollständig unterdrückt werden können. Die dielektrischen Anomalien stehen in Zusammenhang mit thermisch aktivierter Domänenwandbewegung, die durch die Defektdipole, die durch Mn-Dotierung erzeugt wurden, eingeschränkt werden könnte. Noch wichtiger ist, dass alle Proben unter 300 °C einen Leistungseinbruch von etwa 12% erleben, was auf einen beschleunigten Alterungsprozess bei erhöhten Temperaturen zurückzuführen ist. Nach der thermischen Alterung zeigen die Proben eine ausgezeichnete Leistungsstabilität im Temperaturbereich von 25–450 °C, ohne weitere Verschlechterung. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die PbNb 2 O 6 ‐basierten Keramiken vielversprechende Hochtemperatur-piezoelektrische Materialien für piezoelektrische Geräte sind, die bei Temperaturen von bis zu 450 °C betrieben werden.