Measurement of thermal depolarization effects in piezoelectric coefficients of soft PZT ceramics via the frequency and direct methods

Simple item page
dc.contributor.authorFialka, Jiřícs
dc.contributor.authorBeneš, Petrcs
dc.contributor.authorMichlovská, Lenkacs
dc.contributor.authorKlusáček, Stanislavcs
dc.contributor.authorPikula, Stanislavcs
dc.contributor.authorDohnal, Přemyslcs
dc.contributor.authorHavránek, Zdeněkcs
dc.coverage.issue11cs
dc.coverage.volume36cs
dc.date.accessioned2023-04-17T14:57:28Z
dc.date.available2023-04-17T14:57:28Z
dc.date.issued2016-09-01cs
dc.description.abstractDepolarization at high temperatures around the Curie point constitutes an important yet difficultly measurable material property of piezoelectric (PZT) ceramics. The common vibrometric technique (d33 meters) is not suitable for the measurement of temperature dependences, and therefore we used the frequency method to perform the desired procedures. The indicator selected to show the depolarization state in the piezoelectric ceramics consisted in the piezoelectric charge coefficient, whose value can be effectively measured via the above-mentioned frequency technique. The accuracy of the method was verified via comparing a d33 meter constructed by the authors (as described in this paper) and also by means of differently sized cylinders of ceramics NCE51, which are designed for longitudinal length modes. Based on the obtained results, we established a measurement methodology to exactly determine the value of the Curie point that corresponded to the phase transition to a cubic crystallographic structure. The experiment also confirmed the applicability of progressively controlled depolarization of PZT ceramics by high temperature in the range of between 350 and 370 °C, and it defined the temperature limits at which there occur irreversible changes of the piezoelectric properties of PZT ceramics. In the measured NCE51 material, the limit for irreversible changes was equal to 95% of the Curie temperature (368 °C).en
dc.description.abstractDepolarizace zvýšenou teplotou v okolí Curieova bodu je významnou materiálovou vlastností PZT keramiky, která je však obtížně měřitelná. Běžně dostupné d33-metry měření teplotních závislostí neumožnují, proto byla použita pro stanovení teplotních závislostí frekvenční metoda. Jako indikátor zobrazující stav depolarizace PZT keramiky byl zvolen piezoelektrický nábojový koeficient, jehož hodnotu lze frekvenční metodou dobře měřit. Přesnost frekvenční metody byla ověřena porovnáním s d33-metrem vlastní konstrukce, který je v textu rovněž popsán, na různých rozměrech válečků z PZT keramiky NCE51, určených pro podélné typy kmitů. Výsledkem je metodika měření, která umožňuje dosáhnout přesné stanovení hodnoty teploty Curieova bodu. Experiment rovněž prokázal možnost postupné řízené depolarizace PZT keramiky pomocí vysoké teploty a současně i hranice teploty, při kterých již začíná docházet k nevratné změně piezoelektrických vlastností PZT keramiky. Pro měřenou keramiku NCE51 je to 95% Curieovy teploty (368 °C).cs
dc.formattextcs
dc.format.extent2727-2738cs
dc.format.mimetypeapplication/pdfcs
dc.identifier.citationJournal of the European Ceramic Society. 2016, vol. 36, issue 11, p. 2727-2738.en
dc.identifier.doi10.1016/j.jeurceramsoc.2016.03.036cs
dc.identifier.issn0955-2219cs
dc.identifier.other124661cs
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11012/209273
dc.language.isoencs
dc.publisherElsevier Ltd.cs
dc.relation.ispartofJournal of the European Ceramic Societycs
dc.relation.urihttp://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0955221916301625cs
dc.rightsCreative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalcs
dc.rights.accessopenAccesscs
dc.rights.sherpahttp://www.sherpa.ac.uk/romeo/issn/0955-2219/cs
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/cs
dc.subjectPZT ceramicsen
dc.subjectPiezoelectric charge coefficienten
dc.subjectCurie temperatureen
dc.subjectFrequency methoden
dc.subjectVibrometric methoden
dc.subjectPZT keramika
dc.subjectpiezoelektrický nábojový koeficient
dc.subjectCurieova teplota
dc.subjectfrekvenční metoda
dc.subjectvibrometrická metoda
dc.titleMeasurement of thermal depolarization effects in piezoelectric coefficients of soft PZT ceramics via the frequency and direct methodsen
dc.title.alternativeMěření vlivu tepelné depolarizace na piezoelektrické koeficienty měkké PZT keramiky pomocí frekvenční a přímé metodycs
dc.type.driverarticleen
dc.type.statusPeer-revieweden
dc.type.versionacceptedVersionen
sync.item.dbidVAV-124661en
sync.item.dbtypeVAVen
sync.item.insts2023.04.17 16:57:27en
sync.item.modts2023.04.17 16:15:15en
thesis.grantorVysoké učení technické v Brně. Středoevropský technologický institut VUT. Kybernetika pro materiálové vědycs
thesis.grantorVysoké učení technické v Brně. Středoevropský technologický institut VUT. Pokročilé polymerní materiály a kompozitcs
thesis.grantorVysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. Ústav automatizace a měřicí technikycs
Files
Original bundle
Now showing 1 - 1 of 1
Thumbnail Image
Name:
j.jeurceramsoc.2016.03.036_accepted.pdf
Size:
2.87 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
j.jeurceramsoc.2016.03.036_accepted.pdf
Download
Collections
Ústav automatizace a měřicí techniky
Kybernetika pro materiálové vědy
Pokročilé polymerní materiály a kompozit