Back to Search Start Over

Piezoelectric and mechanical behavior of NaNbO3/PEKK lead-free nanocomposites

Authors :
Eric Dantras
Mathieu Chevalier
Colette Lacabanne
Guilhem Michon
Camille Bessaguet
Centre National de la Recherche Scientifique - CNRS (FRANCE)
Ecole nationale supérieure des Mines d'Albi-Carmaux - IMT Mines Albi (FRANCE)
Institut National Polytechnique de Toulouse - Toulouse INP (FRANCE)
Institut National des Sciences Appliquées de Toulouse - INSA (FRANCE)
Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace - ISAE-SUPAERO (FRANCE)
Université Toulouse III - Paul Sabatier - UT3 (FRANCE)
IRT Saint Exupéry - Institut de Recherche Technologique (FRANCE)
Centre Interuniversitaire de Recherche et d'Ingénierie des Matériaux - CIRIMAT (Toulouse, France)
IRT Saint Exupéry - Institut de Recherche Technologique
Centre interuniversitaire de recherche et d'ingenierie des matériaux (CIRIMAT)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut de Chimie du CNRS (INC)
Institut Clément Ader (ICA)
Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-IMT École nationale supérieure des Mines d'Albi-Carmaux (IMT Mines Albi)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace (ISAE-SUPAERO)
Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut de Chimie du CNRS (INC)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP)
Université de Toulouse (UT)
Institut Supérieur de l'Aéronautique et de l'Espace (ISAE-SUPAERO)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3)
Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-IMT École nationale supérieure des Mines d'Albi-Carmaux (IMT Mines Albi)
Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)-Institut Mines-Télécom [Paris] (IMT)
Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT (FRANCE)
Source :
Journal of Non-Crystalline Solids, Journal of Non-Crystalline Solids, Elsevier, 2017, 459, pp.83-87. ⟨10.1016/j.jnoncrysol.2016.12.030⟩, Journal of Non-Crystalline Solids, 2017, 459, pp.83-87. ⟨10.1016/j.jnoncrysol.2016.12.030⟩
Publication Year :
2017
Publisher :
Elsevier BV, 2017.

Abstract

International audience; Lead-free piezoelectric nanocomposites based on poly(ether ketone ketone) (PEKK) and sodium niobate (NaNbO3) particles were elaborated. The presence of submicronic particles does not influence the thermal stability of the matrix so that no degradation phenomenon is observed before 500 °C. The conservative mechanical modulus G′ increases linearly with the NaNbO3 fraction; this variation is well fitted by the Kerner model until 20 vol%. Such nanocomposites remain ductile. The polarizing field required for obtaining piezoelectric nanocomposites is 12 kV·mm−1 i.e. analogous with the one used for poling bulk ceramic. The value of the piezoelectric coefficient (d33 = 0.2 pC·N−-1 for 20 vol% NaNbO3) is consistent with the Furukawa's model. This value is explained by the low PEKK permittivity. This low d33 is counterbalanced by the piezoelectric voltage constant (g33 = 103·10−3 Vm·N−1) which is higher than the one of classical piezoelectric ceramic like PZT or BaTiO3.

Details

ISSN :
00223093
Volume :
459
Database :
OpenAIRE
Journal :
Journal of Non-Crystalline Solids
Accession number :
edsair.doi.dedup.....ae6cd1cdbb60fd65080550a049e56f41
Full Text :
https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2016.12.030