​نیوبات پتاسیم سدیم
پیزوسرامیک > نیوبات پتاسیم-سدیم (KNN)

از مهمترین ترکیبات پیزوالکتریک عاری از سربی که اخیراً نیز تحقیقات فراوانی بر روی سرامیک آن آغاز شده‌است، ترکیبات خانواده نایوبات‌های قلیایی و به‌طور مشخص نایوبات پتاسیم سدیم است. ترکیبات KNbO3 و NaNbO3 به ترتیب دارای ساختاری فروالکتریک و آنتی فروالکتریک و دمای کوری ۴۳۵ و ۳۵۵ درجه سانتیگراد هستند. محلول جامد [KNbO3-NaNbO3 [KNN از جهات زیادی به PZT شبیه است،  همانند PZT   از ترکیب دو فاز فروالکتریک و آنتی فروالکتریک تشکیل شده و در درصدهای مولی برابری از NaNO3 و KNbO3  دارای مرز فازی مورفوتروپیک (MPB) است. تک بلور KNN برای اولین بار در سال ۱۹۵۸ و سرامیک آن یک سال بعد ساخته شد و خواص پیزوالکتریک آنها مورد بررسی قرار گرفت. دانسیته تئوری KNN خالص دوپ نشده برابر ۴٫۵۱ گرم بر سانتی‌متر مکعب می‌باشد.
رسیدن به دانسیته‌های بالا در فرایند ساخت سرامیک نایوبات پتاسیم سدیم دوپ نشده به چند دلیل دشوار است. اول اینکه پایداری فاز نایوبات پتاسیم به ۱۰۴۰ درجه سانتیگراد و نایوبات پتاسیم سدیم به ۱۱۴۰ درجه سانتیگراد محدود می‌شود و در نتیجه زینتر در دمای بالا امکان‌پذیر نیست. مسئله دوم، تبخیر اکسیدهای قلیایی تشکیل دهنده این مواد در دمای بالا است که منجر به تغییر استوکیومتری ترکیب می‌شود. تغییرات اندک در استوکیومتری چه در منطقه غنی از نایوبیوم و چه در منطقه غنی از پتاسیم، سبب تشکیل فازهای اضافه می‌گردد که برخی از آنها شدیداً نم پذیر بوده و در صورتی که نمونه در معرض رطوبت قرار گیرد، منجر به تجزیه و از هم پاشیدگی آن خواهد شد. دمای زینتر KNN خالص در محدوده ۱۰۹۰ تا ۱۱۲۰ درجه سانتیگراد می‌باشد.
| tan δd | Kp | TO-T (°C) | TC (°C) | d33 (pC/N) | εr | فرمول شیمیایی |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| ۰٫۰۱ | ۰٫۳۷ | ۰ | ۱۱۵ | ۱۹۰ | ۱۷۰۰ | BaTiO3 |
| ۰٫۰۲ | ۰٫۴۵ | ۲۱۰ | ۴۲۰ | ۱۶۰ | ۵۰۰ | (K0.5Na0.5)NbO3 (Hot Pressed) |
| ۰٫۰۲ | ۰٫۳۶ | ۱۹۵ | ۴۲۰ | ۸۰ | ۲۹۰ | (K0.5Na0.5)NbO3 (Air Fired) |
| N/A | ۰٫۶۱ | ۲۵~ | ۲۵۳ | ۴۱۶ | ۱۵۷۰ | LF4T (textured) (K0.44Na0.52Li0.04)(Nb0.84Ta0.1Sb0.06)O3 |
| ۰٫۰۴ | ۰٫۳۶ | ۵۵ | ۴۳۰ | ۲۰۰ | ۵۷۰ | KNN – 5% LiTaO3 |
| ۰٫۰۴ | ۰٫۴۲ | ۷۰ | ۴۶۰ | ۲۳۵ | ۵۰۰ | KNN – 6% LiNbO3 |
| ۰٫۰۲ | ۰٫۵۰ | ۳۵ | ۳۶۸ | ۲۶۵ | ۱۳۸۰ | KNN – 5.2% LiSbO3 |
| ۰٫۰۲ | ۰٫۵۹ | - | ۱۹۰ | ۵۹۰ | ۳۴۰۰ | PZT 5H (Soft) |
| ۰٫۰۰۴ | ۰٫۵۳ | - | ۳۰۰ | ۲۲۵ | ۱۰۰۰ | PZT 8 (Hard) |
↑  Jing-Feng Li, Ke Wang, Fang-Yuan Zhu, Li-Qian Cheng, and Fang-Zhou Yao, " (K, Na)NbO3-Based Lead-Free Piezoceramics: Fundamental Aspects, Processing Technologies, and Remaining Challenges", State Key Laboratory of New Ceramics and Fine Processing, School of Materials Science and Engineering,Tsinghua University, 100084 Beijing, China
↑  Suresh Bhalla, Sumedha Moharana, Visalakshi Talakokula and Naveet Kaur, "Piezoelectric Materials: Applications in SHM, Energy Harvesting and Bio-mechanics", First Edition, © Authors, 2017. Published by Athena Academic Ltd and John Wiley & Sons Ltd.
↑  Y. zhang and J. Li,J, "Review of Chemical Modification on Potassium Sodium Niobate Lead-free Piezoelectrics" , Mater. Chem. C, 2019, DOI: 10.1039/C9TC00476A
↑  D.Xiao and J.Zhu, " Potassium−Sodium Niobate Lead-Free Piezoelectric Materials: Past,Present, and Future of Phase Boundaries" , Department of Materials Science, Sichuan University, Chengdu 610064, China
↑  Wenk, Hans-Rudolf; Bulakh, Andrei, "Minerals: Their Constitution and Origin", New York, NY: Cambridge University Press. ISBN 978-0-521-52958-7.
↑  Murakami, M. Ohishi, Y. Hirao, N. & Hirose K, "A perovskitic lower mantle inferred from high-pressure, high-temperature sound velocity data", Nature 485(7396), 90–94. doi:10.1038/nature11004
↑  R.J.D.Tilley, "Crystals and Crystal Structures", John Wiley & Sons Ltd, 2006, p170. ISBN 978-0-470-01820-0
↑  F.Ebrahimi, "Piezoelectric Materials and Devices- Practice and Applications", 2013, p. cm. ISBN 978-953-51-1045-3
↑  S. J. Rupitsch, "Piezoelectric Sensors and Actuators Fundamentals and Applications", Lehrstuhl für Sensorik Friedrich-Alexander-Universität,Erlangen-Nürnberg,Erlangen,Germany
↑  R.S. Dahiya, M. Valle, "Robotic Tactile Sensing", DOI 10.1007/978-94-007-0579-1, © Springer Science&Business, Media Dordrecht 2013
↑  M.S.Vijay, " Piezoelectric Materials and Devices Applications in Engineering and Medical Sciences", 2013, Taylor & Francis Group,6000 Broken Sound Parkway NW, Suite 300,Boca Raton, FL 33487-2742
↑  Ernesto Suaste Gomez , "Piezoelectric Ceramics", Published by Sciyo Janeza Trdine 9, 51000 Rijeka, Croatia, Copyright © 2010 Sciyo
↑  J. Erhart et al, "Piezoelectric Ceramic Resonators", Topics in Mining, Metallurgy and Materials Engineering, © Springer International Publishing Switzerland 2017 DOI 10.1007/978-3-319-42481-1_2
↑  Gurdal, Erkan A. ; Ural, Seyit O. ; Park, Hwi-Yeol; Nahm, Sahn; Uchino, Kenji, "High Power (Na0.5K0.5)NbO3-Based Lead-Free Piezoelectric Transformer", 2011, Japanese Journal of Applied Physics. 50 (2): 027101. Bibcode:2011JaJAP..50b7101G. doi:10.1143/JJAP.50.027101. ISSN 0021-4922
↑  B. Jaffe, W. R. Cook Jr. and H. Jaffe, "Piezoelectric Ceramics", Academic Press, London and New York, 1971.
↑  فیض پور، مهدی و حیاتی، رقیه و برزگر، عبدالغفار و پایدار، محمدحسین و هاشمی، بابک و عبادزاده، تورج و بهرهور، محمدعلی، 1389، سنتز پودر و زینتر سرامیک پیزوالکتریک عاری از سرب نایوبات پتاسیم- سدیم، مجله مواد مهندسی، جلد2، شماره2
طرحی از ساختار ایده‌آل مکعبی پروسکیت SrTiO3 که دارای یک شبکه سه بعدی هشت گوشه [TiO6] با یونهای +Sr2 در دوازده حفره در بین یک چند وجهی
شماتیک اثر پیزوالکتریک