Effect of MnO2, Bi2O3, and ZnO additions on the electrical properties of lead zirconate titanate piezo ceramics
Creators
- 1. Donetskij Natsional'nyj Univ., Donetsk (Ukraine)
Description
The effect of manganese dioxide additions on the electrical properties of lead zirconate titanate (PZT) piezo ceramics has been investigated. The results demonstrate that, taken alone, manganese dioxide does not ensure the formation of hard PZT. The valence state of manganese in the piezo ceramics is shown to be 4+ if no other dopants are present and 3+ if manganese is introduced in combination with Bi and Zn. Microstructural examination indicates that the grain size of the singly doped ceramics is 5-15 μm, while that of the codoped ceramics is 1-3 μm. The polarization current curves of the piezo ceramics containing manganese, bismuth, and zinc oxides have extra maxima, which points to significant internal fields. The manganese is shown to reside at grain boundaries. The conclusion is made that it is the composition of Mn-containing intergranular phases, rather than the presence of manganese ions, that plays a key role in the formation of hard piezo ceramics
Abstract (Russian)
Изучено влияние добавки диоксида марганца на электрофизические свойства пьезокерамики на основе цирконата-титаната свинца (ЦТС). Показано, что добавка оксида марганца в пьезокерамику на основе ЦТС не приводит к образованию сегнетожесткой пьезокерамики. Установлено, что ион марганца имеет валентность 4+ в том случае, когда он является единственной добавкой, и 3+, когда он вводится в керамику совместно с другими ионами (Bi, Zn). Изучена микроструктура пьезокерамики и показано, что в первом случае она состоит из кристаллитов размером 5-15 мкм, а во втором - 1-3 мкм. При измерении токов поляризации пьезокерамики с добавками оксидов марганца, висмута и цинка появляются дополнительные максимумы, что говорит о наличии внутренних полей. Изучение распределения марганца в пьезокерамике показало, что он располагается на границах зерен. На основании полученных результатов сделан вывод о том, что сегнетожесткость пьезокерамики в основном определяется не ионом марганца, а составом межкристаллитных образований, в которые входит марганецAdditional details
Additional titles
- Original title (Russian)
- Влияние добавок оксидов марганца, висмута и цинка на электрофизические свойства пьезокерамики на основе цирконата-титаната свинца
Publishing Information
- Journal Title
- Neorganicheskie Materialy
- Journal Volume
- 42
- Journal Issue
- 5
- Journal Page Range
- p. 634-638
- ISSN
- 0002-337X
- CODEN
- NEOMB8
INIS
- Country of Publication
- Russian Federation
- Country of Input or Organization
- Russian Federation
- INIS RN
- 37104571
- Subject category
- S37: INORGANIC, ORGANIC, PHYSICAL AND ANALYTICAL CHEMISTRY; S36: MATERIALS SCIENCE;
- Descriptors DEI
- ADDITIVES; BISMUTH OXIDES; CERAMICS; CHEMICAL COMPOSITION; CHEMICAL PREPARATION; CONCENTRATION RATIO; ELECTRICAL PROPERTIES; MANGANESE OXIDES; MICROSTRUCTURE; PZT; ZINC OXIDES
- Descriptors DEC
- BISMUTH COMPOUNDS; CHALCOGENIDES; DIMENSIONLESS NUMBERS; LEAD COMPOUNDS; MANGANESE COMPOUNDS; OXIDES; OXYGEN COMPOUNDS; PHYSICAL PROPERTIES; SYNTHESIS; TITANATES; TITANIUM COMPOUNDS; TRANSITION ELEMENT COMPOUNDS; ZINC COMPOUNDS; ZIRCONATES; ZIRCONIUM COMPOUNDS
Optional Information
- Notes
- 10 refs., 5 figs., 1 tab.