Piezoelektrična keramika s bizmutom

Pronalaženje piezoelektričnog keramičkog materijala koji je usporediv s PZT keramikom bez olova. kristalne piezoelektrične ploče postaju hitna potreba u području elektroničkih materijala. Trenutačno se istraživanje uglavnom fokusira na dvije glavne kategorije: piezoelektrična keramika koja sadrži bizmut (B i2O2) i bizmut natrijev titanat (NaxBix) (BNT) sa strukturom perovskita. Električna keramika sastoji se od dvodimenzionalnih slojeva perovskita i (Bi2O2) naizmjenično raspoređenih jedan od drugog, a njegova posebna slojevita struktura određuje sljedeće karakteristike: niska dielektrična konstanta, visoka curie temperatura, koeficijent elektromehaničke sprege, pravokutni piezo senzor ima visoku otpornost, nisku stopu starenja, veliku dielektričnu probojnu čvrstoću i nisku temperaturu sinteriranja, itd. Ove karakteristike određuju da je piezo keramika posebno prikladna za visokotemperaturne i visokofrekventne primjene, čime se rješava problem rezonancije visoke snage PZT piezoelektrične keramike. Međutim, piezoelektrična keramika s bizmutom ima svoje nedostatke: jedan piezoelektrična proizvodnja električne energije je da je koercitivno polje (E c) previsoko, što ne pogoduje polarizaciji; druga piezoelektrična aktivnost je niska. Kako bi se prevladale ove dvije vrste nedostataka, uglavnom piezo ploča za žetvu koristi se za visokotemperaturnu polarizaciju, jer se koercitivno polje smanjuje s porastom temperature i modifikacijom dopinga, Li i drugi 0,94TiO3 pridružuju se La, Nb, koercitivno polje se smanjilo, piezoelektrična aktivnost je uvelike poboljšana. Ovaj materijal je prikladan za proizvodnju piezoelektričnih filtara, oscilatora, piezoelektričnih rezonatora i slično. Osim toga, poboljšanja performansi pretvornika piezo ploča može se postići kroz poboljšanja procesa kao što je tehnika orijentirana na zrnatost. koji povećavaju anizotropiju tranzistora obloženih bizmutom. Bizmut natrijev titanat TiO3 (BNT) također je žarište bezolovne keramike. Prvi put je otkriven 1960. godine i ima strukturu perovskita. Isti natrijev bizmut titanat također ima nisku piezoelektričnu aktivnost, veliko koercitivno polje i tako dalje. Trenutačno se natrijev bizmut titanat modificira uglavnom dodavanjem različitih perovskitnih strukturnih dodataka. Wang (B i0.5N a0.5) je dodan frakciji materijala od 0,5% CeO2 i 0,75% La2O3 konvencionalnim sinteriranjem i utvrđeno je da piezoelektrična keramika . Piezoelektrične cijevi za mikro-aktuator poboljšale su svojstva d33 na 1kH z rezonantnoj frekvenciji, Dielektrični gubitak tan δ = 2,0%, difrakcijom X-zraka utvrđeno je da su CeO2 i La2O3 raspršeni u kristalnoj rešetki tijekom sinteriranja, to ne utječe na performanse piezo keramike. BaTiO3 je najraniji materijal koji je pronašao piezoelektričnu keramiku bez olova.