具有优异储能性能与充放电特性的类线性NaNbO_(3)基无铅弛豫反铁电陶瓷.pdfVIP

第39卷第4期无机材料学报Vol.39No.4

2024年4月JournalofInorganicMaterialsApr.,2024

研究论文DOI:10.15541/ji

具有优异储能性能与充放电特性的类线性NaNbO3

基无铅弛豫反铁电陶瓷

石睿健,雷俊伟,张祎,谢爱文,左如忠

(安徽工程大学材料科学与工程学院,先进陶瓷研究中心,芜湖241000)

摘要:反铁电材料由于电场诱导的反铁电-铁电相变而在高性能介质储能电容器应用中显示出极大的潜力。然而,

场致相变带来大的极化滞后使得反铁电材料难以同时获得高储能密度(W)和高储能效率()。本工作通过在

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0.76NaNbO-0.24(BiNa)TiO中引入第三组元Bi(MgTi)O调控其弛豫特性,改善了NaNbO基无铅反铁电陶

30.50.530.50.533

瓷的储能性能。采用传统固相合成法制备了(0.76–x)NaNbO-0.24(BiNa)TiO-xBi(MgTi)O无铅弛豫反铁电

30.50.530.50.53

陶瓷材料,并研究了该材料的相结构、微观形貌以及介电、储能和充放电特性。结果表明,引入Bi(Mg0.5Ti0.5)O3

在不改变基体反铁电正交R相结构的基础上明显增强了陶瓷的介电弛豫特性,显著减小了陶瓷的极化滞后性。特

别是在x=0.050组成中实现了具有极低滞后的类线性电滞回线。同时,陶瓷的显微形貌还得到明显改善,介电常数

降低,击穿场强显著提高。因此,x=0.050的组成在30kV/mm的中等电场下同时获得了高的储能密度W=3.5J/cm3与储

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