Temperature dependence of the electrical, mechanical and electromechanical properties of high sensitivity novel piezoceramics

Abstract

[EN] The temperature dependence of the ε33 T dielectric permittivity and losses of piezoelectric Mn doped 0.65Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.35PbTiO3 ceramics has been measured up to 350oC at frequencies between 1 and 100 kHz by impedance spectroscopy. The temperature dependence of the low frequency Young´s modulus and mechanical losses of the ceramics has been measured in the same temperature range by dynamic mechanical analysis in three points bending configuration. Complex ε33 T, s11 E compliance and d31 piezoelectric coefficients have been obtained from radial piezoelectric resonances at temperatures up to 90oC (before depolarisation) by an automatic iterative method. All the measurements reflect the occurrence of the ferroelectric rhombohedral to ferroelectric tetragonal phase transition, which is thougth to be responsible of the high electromechanical response of the PMN-PT system, and allow describing some of its characteristics for the investigated ceramics.

[ES] Se ha medido por espectroscopía de impedancias la dependencia con la temperatura hasta 350oC de la permitividad y las pérdidas dieléctricas, ε33 T y tan δ, de cerámicas piezoeléctricas de 0.65Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-0.35PbTiO3 dopadas con Mn a frecuencias entre 1 y 100 kHz. Se ha medido por análisis mecánico dinámico en la configuración de flexión por tres puntos la dependencia con la temperatura en el mismo rango del módulo de Young y las pérdidas mecánicas de baja frecuencia de las cerámicas. Se han obtenido por un método automático iterativo los coeficientes del material ε33 T, módulo elástico s11 E y coeficiente piezoeléctrico d31 en forma compleja a partir de resonancias radiales piezoeléctricas a temperaturas entre ambiente y 90oC (antes de la despolarización). Todas las medidas reflejan la existencia de la transición de la fase ferroeléctrica con estructura romboédrica a la fase ferroeléctrica con estructura tetragonal, que se cree responsable de la alta respuesta electromecánica del sistema PMN-PT, y permiten describir algunas de sus caracterísiticas para las cerámicas concretas investigadas.