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
作者单位
摘要
1 中国振华集团云科电子有限公司, 贵阳 550018
2 华中科技大学光学与电子信息学院, 华中科技大学功能陶瓷工程研究中心, 武汉 430074
电卡制冷基于电卡效应, 由于其能量转换效率高、环境友好、体积小易于集成等优势, 被认为是新一代高效制冷技术, 已成为铁电领域新兴研究热点之一。本工作采用传统固相反应法制备了 0.77NaNbO3-0.23BaTiO3+wMn (w=0、0.2%、0.4%、 0.6%, 质量分数 )电卡陶瓷样品, 研究了不同 Mn掺杂量对 0.77NaNbO3-0.23BaTiO3 陶瓷的物相组成和微观形貌, 测量了不同 Mn掺杂量样品的介温谱、电滞回线和电卡效应。结果表明: 适量 Mn掺杂陶瓷样品可以促进晶粒的致密化、提高介电常数和饱和极化强度、并显著提升其电卡效应, 当掺杂量 w=0.4%时, 室温下样品的温变值 ΔT由 0.09 K提升到 0.39 K, 熵变值 ΔS由 0.17 J·kg-1·K-1提升到 0.71 J·kg-1·K-1, 电卡强度 ΔT/ΔE=0.13×10-6 K·m·V-1, ΔS/ΔE=0.24×10-6 J·m·kg-1·K-1·V-1 (E= 30 kV·cm-1), 由此可知, 0.77NaNbO3-0.23BaTiO3+0.4%Mn陶瓷是一种具有应用前景的电卡制冷材料。
铌酸钠基陶瓷 电卡效应 锰掺杂 介电常数 sodium niobate-based ceramics ceramics electrocaloric effect manganese doping dielectric constant 
硅酸盐学报
2022, 50(12): 3199
作者单位
摘要
1 新疆大学物理科学与技术学院, 新疆 乌鲁木齐 830046
2 Institute of Materials Science, Tsukuba, University of Tsukuba, Ibaraki 305-8573, Japan
钙钛矿氧化物NaNbO3是一种极具应用前景的环保型压电材料, 为此科研人员已经对其进行了大量的科学研究。 近年来, NaNbO3高压结构相变的研究有很多, 但是2 GPa附近和12 GPa以上的结构相变序列和晶体结构依旧存在很多争议。 前人利用拉曼光谱研究NaNbO3的结构相变主要关注的是NbO6内部振动引起的结构变化, 没有详细研究低频段的晶格振动对结构相变的影响。 因此, 以体积比为16∶3∶1甲醇、 乙醇和水的混合液作为传压介质, 在准静水压力条件下, 在0~22 GPa压力范围开展NaNbO3粉末的结构相变研究。 实验测试了更广波数区间(40~1 000 cm-1)的拉曼光谱, 详细分析Na+位移和NbO6振动在升压和卸压过程中对NaNbO3结构的影响。 研究表明, 压力诱变下NaNbO3的拉曼光谱图在2, 7和9 GPa附近观察到结构的转变。 升压过程, 2 GPa附近, NaNbO3从室温Pbma转变成HP-Ⅰ相, 具体表现在180~210 cm-1的3个峰的强度快速增大, 221.2和252.8 cm-1峰消失以及ν1和ν3模快速软化; 6.6 GPa以上, 原来122.3, 155.5, 196.2, 228.2和279.4 cm-1峰消失以及高频段的峰强度减弱、 对称性变低等一系列的显著变化, 标志NaNbO3在7GPa附近发生第二次结构相变(HP-Ⅰ→Pbnm); 9.7 GPa的拉曼谱线显示出125 cm-1以下的峰完全消失, 形成一个很强背景, 182.2, 261.4和517.7 cm-1处出现新的峰以及559.1 cm-1峰消失, 表明NaNbO3在9 GPa附近从Pbnm转变成HP-Ⅲ相。 直到22 GPa, NaNbO3的拉曼谱线再没有变化并且呈现非常显著的光谱特征, 说明HP-Ⅲ相在这一压强范围内保持稳定, Tc温度至少以dT/dP=27.9 ℃·GPa的速率从614 ℃降至室温, 远远小于Shen等计算的结果。 卸压过程, 7 GPa以下, HP-Ⅰ相的拉曼光谱图与升压时存在显著差异, 表现在Na+位移引起的结构无序化具有不可逆性, 导致在这一压强范围内的晶体结构可能是HP-Ⅰ和Pbnm的共存相。 完全卸压后, NaNbO3的相结构基本恢复。 由此可见, 低频段Na+位移引起的晶格振动对NaNbO3的高压相变的影响很大, 可以为以后研究其他钙钛矿型材料的结构相变提供参考。
铌酸钠 拉曼散射 高压 结构相变 Sodiumniobate Raman scattering High pressure Structural phase transition 
光谱学与光谱分析
2020, 40(3): 738
王威 1,2万众 1,2伦蒙蒙 1,2邢志丰 1,2王银珍 1,2,*
作者单位
摘要
1 华南师范大学 物理与电信工程学院, 广东省量子调控工程与材料重点实验室, 广东 广州 510006
2 广东省高效绿色能源与环保材料工程技术研究中心, 广东 广州 510006
采用固相烧结法制备了Eu3+掺杂的铌酸钠钾(KNN)陶瓷。用X射线粉末衍射仪、荧光光谱测试仪和LCR精确阻抗测试仪等对其结构、发光性能和介电性能进行表征。XRD结果显示样品为钙钛矿结构。荧光分析结果表明, 致密度对KNN陶瓷材料发光性能有一定的影响, Eu3+掺杂量是影响其发光性能的重要因素。其中掺杂Eu摩尔分数为4%的样品在930 ℃焙烧后其发光最强, 在396 nm紫外光激发下, 发射光谱最强峰在614 nm, 对应于Eu3+的5D0-7F2电偶极跃迁。样品经3 kV/cm、110 ℃极化30 min后进行压电性能检测, 结果表明提高Eu3+掺杂量以及陶瓷的致密度, 可改善压电性能。其中掺杂4%Eu的KNN压电常数D33最大为98 pC/N, 在1 kHz、100 ℃时, 介电常数最小为217, 介电损耗tanθ=0.199, 且仍然保持较高的居里温度Tc=426 ℃。
固相法 铌酸钠 发光性能 介电性能 压电陶瓷 solid-state method KNN photoluminescence dielectric properties piezoelectric ceramics 
发光学报
2018, 39(6): 771

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