Bismuth ferrite ( BiFeO 3 ), a perovskite material, rich in properties and with wide functionality, has had a marked impact on the field of multiferroics, as evidenced by the hundreds of articles published annually over the past 10 years. Studies from the very early stages and particularly those on polycrystalline BiFeO 3 ceramics have been faced with difficulties in the preparation of the perovskite free of secondary phases. In this review, we begin by summarizing the major processing issues and clarifying the thermodynamic and kinetic origins of the formation and stabilization of the frequently observed secondary, nonperovskite phases, such as Bi 25 FeO 39 and Bi 2 Fe 4 O 9 . The second part then focuses on the electrical and electromechanical properties of BiFeO 3 , including the electrical conductivity, dielectric permittivity, high‐field polarization, and strain response, as well as the weak‐field piezoelectric properties. We attempt to establish a link between these properties and address, in particular, the macroscopic response of the ceramics under an external field in terms of the dynamic interaction between the pinning centers (e.g., charged defects) and the ferroelectric/ferroelastic domain walls.

We have studied the polarization-electric-field hysteresis, the dielectric permittivity dispersion, the piezoelectric properties, the electric-field-induced strain, and the interrelations between these properties for bismuth ferrite (BiFeO3) ceramics. The results indicate that the domain-wall movement in BiFeO3 is strongly inhibited by charged defects, most probably acceptor-oxygen-vacancy defect pairs. The domain-wall mobility can be considerably increased by preventing the defects from migrating into their stable configuration; this can be achieved by thermal quenching from above the Curie temperature, which freezes the disordered defect state. Similarly, Bi2O3 loss during annealing at high temperatures contributes to depinning of the domain walls and an increase in the remanent polarization. The possible defects causing the pinning effect are analyzed and discussed. A weakening of the contacts between the grains in the ceramics and crack propagation were observed during poling with constant field at 100 kV/cm. This is probably caused by an electrically induced strain associated with ferroelastic domain reversal. A relatively large piezoelectric d33 constant of 44 pC/N was obtained by “cyclic poling,” in which the electric field was released after each applied cycle with the purpose to relax the mechanical stresses and minimize the problem of cracking.

The physical properties as well as thermal and electrical stability of copper particles can be improved by surface protection, which mainly depends on the coating material. Our study was, therefore, focused on the rheological, thermal, mechanical and electrical characterization of polymer composites by comparing uncoated (Cu), silver-coated (Cu@Ag) and silica-coated (Cu@Si) copper flakes in low-density polyethylene at various volume concentrations (up to 40%). Interactions among particles were investigated by rheological properties, as these indicate network formation (geometrical entanglement), which is important for mechanical reinforcement as well as establishing an electric pathway (electrical percolation). The results showed that geometrical and electrical percolation were the same for Cu and Cu@Si, ~15%, while, surprisingly, Cu@Ag exhibited much lower percolation, ~7.5%, indicating the fusion of the Ag coating material, which also decreased crystal growth (degree of crystallinity). Furthermore, the magnitude of the rheological and mechanical response remained the same for all investigated materials, indicating that the coating materials do not provide any load transfer capabilities. However, they profoundly affect electron transfer, in that, Cu@Ag exhibited superior conductivity (74.4 S/m) compared to Cu (1.7 × 10