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作者：李润芝;宋东坡;郭琳;杨洁;张亚梅;杨兵兵;惠贞贞;
单位：江苏科技大学理学院;中国科学院固体物理研究所;安徽科技学院化学与材料工程学院;
摘要：通过钛酸钡(BaTiO_3,BT)掺杂改性的钛酸铋钠(Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3,NBT)基陶瓷体系(NBT–BT)在钙钛矿型铁电材料中表现出优异的介电性能优化特性，这一特性使其在介电电容器、压电换能器及高密度储能器件等先进电子元器件领域展现出重要的应用价值。然而，较差的介电温度稳定性限制了其在高温下的应用。本工作采用固相反应法合成了(1–x)(0.75Na_(0.5)Bi_(0.5)TiO_3–0.25BaTiO_3)–xBaZrO_3(NBT–BT–x BZ,x=0,0.08,0.14,0.20)陶瓷，研究了固溶BaZrO_3(BZ)对结构、介电和储能性能的影响。结果表明，随着BZ含量的增加，结构从四方相转变为立方相，在所有成分中都有1个宽的介电峰，这是弥散相变的特征。利用修正的Curie–Weis定律、Vogel–Fulcher关系和Lorentz经验定律分析了相变和弛豫行为，发现固溶BZ显著提高了介电性能的温度稳定性，并增强了弛豫行为。此外，放电测量表明，固溶BZ后，由于其增强的介电常数和弛豫特性，放电能量密度显著提高，达到1.6 J·cm~(–3)，功率密度显著提高到52.2 MW·cm~(–3)。上述发现突显了BZ固溶NBT–BT陶瓷体系在高温介电器件中的潜在应用价值。
关键词：钛酸铋钠;储能性能;弛豫行为;介电;Vogel-Fulcher关系
基金资助：国家自然科学基金（12104188,12474095 and 52402323）; 开放基金（2023KF03,KYCX24-4102）
