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中国陶瓷2025年第04期:BaTiO_3-Bi(Mg_(2/3)(Nb_(1-x)Ta_x)_(1/3))陶瓷储能性能研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:祝汪阳;陈志武;王歆;卢振亚;

单位:华南理工大学材料科学与工程学院;

摘要:对0.875BaTiO_3-0.125Bi(Mg_(2/3)Nb_(1/3))陶瓷基体进行Ta~(5+)掺杂,以期提高其击穿场强。采用传统的固相烧结法制备了0.875BaTiO_3-0.125Bi(Mg_(2/3)(Nb_(1-x)Ta_x)_(1/3))系列陶瓷(缩写为0.875BT-0.125BMN_((1-x))T_x,x=0.0、0.1、0.2、0.3),研究了Ta~(5+)掺杂量对陶瓷的微观结构、介电性能以及储能性能的影响。结果表明:所有组分的陶瓷样品均为单一的钙钛矿结构,掺杂适量的Ta~(5+)能够提高陶瓷材料的晶粒均匀性,增大其击穿场强,显著提高其储能性能。在210 k V/cm电场下,在0.875BT-0.125BMN_(0.9)T_(0.1)陶瓷中获得了最佳的储能性能:W_(rec)=1.797 J/cm~3,η=70.3%。同时,0.875BT-0.125BMN_(0.9)T_(0.1)陶瓷具有良好的温度、频率以及循环稳定性,可作为低电场高储能密度介质陶瓷电容器的候选材料。

关键词:钛酸钡;;击穿场强;;储能密度;;储能效率

基金资助:国家自然科学基金(22272057);; 广东省重点领域研发计划(2019B010937001);; 广东省自然科学基金(2019A1515012129)