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(0.96NaNbO3-0.04CaZrO3)-xFe2O3反铁电陶瓷的介电及储能性能研究
文献摘要：
0.96NaNbO3-0.04CaZrO3(简称NNCZ)陶瓷在室温下展现出稳定的双电滞回线,但是其储能密度、储能效率和击穿强度都比较低,限制其成为储能材料.本工作通过掺杂Fe2O3,利用Fe3+离子变价的特点,实现NNCZ储能性能的优化.采用传统固相法制备了(0.96NaNbO3-0.04CaZrO3)-xFe2O3(简称NNCZ-xFe)反铁电储能陶瓷,并对样品的相结构、微观形貌、电学性能和储能性能进行了表征,重点研究了Fe2O3掺杂量对NNCZ陶瓷介电和储能性能的影响规律.结果表明,样品均具有单一的钙钛矿结构,掺杂Fe2O3能明显降低NNCZ陶瓷的烧结温度,晶粒平均尺寸随着掺杂量增大先减小后增大,掺杂量x=0.02时,晶粒平均尺寸最小(5.04μm),且具有较好的储能性能.室温下,NNCZ-0.02Fe击穿强度为230 kV/cm,击穿前的有效储能密度和储能效率分别为1.57 J/cm3和55.74％.在125℃和外加电场180 kV/cm下,NNCZ-0.02Fe的储能密度为4.53 J/cm3.掺杂Fe2O3使NNCZ陶瓷的烧成温度降低,氧空位的迁移速率下降,抑制晶粒的长大,同时降低了介电损耗,使得击穿强度增加;适量氧空位钉扎使得反铁电相向铁电相相翻转变得困难,避免出现哑铃状双电滞回线,从而提高储能效率.本研究结果表明NNCZ-xFe在电介质储能领域具有潜在应用价值.
文献关键词：
NaNbO3;反铁电材料;储能性能;介电性能
中图分类号：
作者姓名：
叶芬;江向平;陈云婧;黄枭坤;曾仁芬;陈超;聂鑫;成昊
作者机构：
景德镇陶瓷大学 材料科学与工程学院,江西省先进陶瓷材料重点实验室,景德镇 333001;铜仁学院 材料与化学工程学院,铜仁 554300
文献出处：
引用格式：
[1]叶芬;江向平;陈云婧;黄枭坤;曾仁芬;陈超;聂鑫;成昊-.(0.96NaNbO3-0.04CaZrO3)-xFe2O3反铁电陶瓷的介电及储能性能研究)[J].无机材料学报,2022(05):499-506
A类：
96NaNbO3,04CaZrO3,xFe2O3,NNCZ,02Fe,反铁电材料
B类：
反铁电陶瓷,储能性能,电滞回线,储能密度,击穿强度,储能材料,Fe3+,变价,固相法,电储能,储能陶瓷,相结构,微观形貌,电学性能,钙钛矿结构,烧结温度,晶粒,先减,kV,cm3,外加电场,烧成温度,氧空位,长大,介电损耗,钉扎,相向,避免出现,哑铃,高储能效率,电介质,储能领域,潜在应用,介电性能
AB值：
0.227285
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