作者单位
摘要
长安大学材料科学与工程学院,西安 710064
铌酸钠(NaNbO3)无铅陶瓷由于其无毒和出色的储能性能,在脉冲功率电容器领域吸引了越来越多的关注。然而,由于较大的有效储能密度(Wrec)和高的储能效率(η)不能同时实现,限制了其商业化。通过构建局域随机场,增加弛豫特性来提高储能性能的策略。采用传统固相法制备了(1-x)(0.96NaNbO3-0.04CaZrO3)-xBi0.5Na0.5TiO3 (x=0.05、0.10、0.15、0.20)反铁电储能陶瓷,研究了不同含量Bi0.5Na0.5TiO3对0.96NaNbO3-0.04CaZrO3 陶瓷的相结构、微观形貌、介电性能和储能特性的影响。结果表明:随着Bi0.5Na0.5TiO3含量的增加,(1-x)(0.96NaNbO3-0.04CaZrO3)-xBi0.5Na0.5TiO3固溶体由反铁电正交P相(x≤0.10)转变为反铁电正交R相(x≥0.15),同时介电峰向低温方向移动并变矮宽化,呈现出明显的弛豫特性。其中,0.85(0.96NaNbO3- 0.04CaZrO3)-0.15Bi0.5Na0.5TiO3陶瓷在室温260 kV/cm的场强下展示出最好的储能性能(储能密度Wrec=1.614 J/cm3,储能效率η=83.97%),且当温度在25~150 ℃变化时,表现出良好的温度的稳定性(Wrec变化幅度<15%),同时兼具良好的储能效率,是一种非常有前途的高温脉冲功率电容器材料。
铌酸钠 反铁电陶瓷 储能性能 温度稳定性 sodium niobate antiferroelectric ceramics energy storage performance temperature stability 
硅酸盐学报
2023, 51(6): 1530

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