BNT-BST基弛豫铁电体陶瓷的制备及其电储能特性优化研究

发布时间：2023-02-19 08:00

　　(Bi0.5Na0.5)TiO3(BNT)是一种具有ABO3型钙钛矿结构的铁电体,其相结构变化复杂,压电、介电和铁电性能优良,特别是其具有很高的极化强度Pmax(～40μC/cm2),长期以来都是铁电相关理论和应用研究的热点无铅材料。然而,纯BNT陶瓷具有高剩余极化强度Pr(～38 μC/cm2)和高矫顽场Ec(～73 kV/cm)等问题,严重限制着其作为储能介质的应用。因此,如何通过A/B位化学改性来优化BNT陶瓷的电极化行为,从而更有效地利用其高Pmax以改善其电储能特性成为本研究的重点。具体研究工作如下:(1)选用更适用于脉冲功率体系的Ba0.3Sr0.7TiO3(BST)顺电相来改性BNT,制备了(Ba0.3Sr07)x(Bi0.5Na0.5)1-xTiC3(BSxBNT,x=0.3,0.35,0.4,0.45,0.5,0.6,0.7和0.8)陶瓷,研究了不同含量的BST对于陶瓷相组成,显微结构,介电及电储能特性影响。结果表明:随着BST含量增加,晶体结构从四方相(x=0.3)转变为赝立方相(x≥0.35),晶粒尺寸略微降低,致密性良好;介电峰处的最大介电常数εm及其对应的温度...

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【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 引言
2 文献综述
    2.1 储能技术种类及特点
    2.2 电介质极化特性
    2.3 电介质储能原理
    2.4 正常铁电体与弛豫铁电体
    2.5 (Bi_0.5Na_0.5)TiO₃弛豫铁电陶瓷研究现状
        2.5.1 (Bi_0.5Na_0.5)TiO₃陶瓷的复杂相变
        2.5.2 (Bi_0.5Na_0.5)TiO₃弛豫铁电陶瓷储能特性
    2.6 研究目的和主要内容:
3 实验部分
    3.1 实验路线
    3.2 实验所用原料及使用仪器
    3.3 陶瓷的结构、电性能表征
        3.3.1 物相组成分析
        3.3.2 显微形貌分析
        3.3.3 激光拉曼光谱分析
        3.3.4 介电性能表征
        3.3.5 铁电性能表征
        3.3.6 快速充放电性能
4 (Ba_0.3Sr₀7)_x(Bi_0.5Na_0.5)_1-xTiO₃陶瓷的制备与电储能特性优化研究
    4.1 BS_xBNT陶瓷晶体`构
        4.1.1 XRD分析
        4.1.2 激光拉曼光谱分析
    4.2 BS_xBNT陶瓷显微形貌
    4.3 BS_xBNT陶瓷介电性能分析
    4.4 BS_xBNT陶瓷铁电性能分析
    4.5 本章小结
5 (Nb_2/3Mg_1/3)⁴⁺改性BS_0.35BNT陶瓷的制备与电储能特性优化研究
    5.1 BS_0.35BNT-NM_100x陶瓷晶体结构
    5.2 BS_0.35BNT-NM_100x显微形貌
    5.3 BS_0.35BNT-NM_100x陶瓷介电性能分析
    5.4 BS_0.35BNT-NM_100x陶瓷铁电性能分析
    5.5 BS_0.35BNT-NM₂陶瓷电击穿行为、高温及电疲劳下储能特性分析
    5.6 本章小结
6 NaNbO₃改性BS_0.35BNT陶瓷的制备与电储能特性优化研究
    6.1 (1-x) BS_0.35BNT-xNN陶瓷晶体结构
    6.2 (1-x) BS_0.35BNT-xNN陶瓷显微形貌
    6.3 (1-x) BS_0.35BNT-xNN陶瓷介电性能分析
    6.4 (1-x) BS_0.35BNT-xNN陶瓷铁电性能分析
    6.5 0.94BS_0.35BNT-0.06NN陶瓷电击穿行为、高温及电疲劳下储能特性分析
    6.6 0.94BS_0.35BNT-0.06NN陶瓷的充放电特性分析
    6.7 本章小结
7 结论
致谢
参考文献
附录



本文编号：3745842