NaNbO3-CaZrO3-Bi0.5Na0.5TiO3三元系陶瓷的相结构与储能性能

摘要：

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.

关键词：铌酸钠、反铁电陶瓷、储能性能、温度稳定性

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分类号：TQ174.75

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;陕西省自然科学基础研究计划项目;中央高校基本科研业务费专项基金;中央高校基本科研业务费专项基金;大学生创新创业训练计划项目;大学生创新创业训练计划项目

在线出版日期：2023-07-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：1530-1540