KNN对BNBST陶瓷储能特性的影响

具有优异储能特能及温度稳定性的电介质电容器是电子工业的理想选择.可用于脉冲功率系统的无铅弛豫铁电陶瓷电容器在低电场条件下表现出较低的有效储能密度(Wrec).为了解决这一问题,采用传统固相法设计并制备了Ba0.105Na0.325Bi0.325Sr0.245TiO3+x%K0.5Na0.5NbO3(BNBST-x%KNN,摩尔分数,x=0、2、4、6、8、10、12)陶瓷,研究了不同KNN掺杂量对BNBST 陶瓷的相结构、微观形貌、介电性能、储能特性和充放电特性的影响规律.结果表明:当x=6 时,在较低电场(@140 kV/cm)下即可获得较大的有效储能密度(Wrec=1.8 J/cm3)和较高的储能效率(η=86%).同时,BNBST-6%KNN 陶瓷在-8～215℃的宽温度范围内获得了3 128±15%(@1 kHz)的高介电常数,并在80 kV/cm,20～180℃,10 000次电循环等条件下,其电储能均保持良好的温度、频率稳定性与抗疲劳特性.此外,BNBST-6%KNN 陶瓷的功率密度 PD、放电密度 Wd在20～140℃温度区间内均能维持良好的温度稳定性,说明其可作为低电场驱动高储能密度脉冲功率电容器制作的候选材料.     

拓扑微晶转换法合成片状KNbO3粉体

以K2CO3,Nb2O5为原料,KCl为熔盐,采用熔盐法合成片状K4Nb6O17粉体,系统研究了熔盐含量、合成温度和保温时间对K4Nb6O17粉体形貌的影响。当熔盐含量与反应物的质量比为5:5,合成温度为1050℃,保温3h的条件下,能够制备出长5~100μm,宽5~10μm,厚1~3μm,边缘整齐且具有钙钛矿结构的片状K4Nb6O17粉体。以获得的片状K4Nb6O17粉体为前驱体,采用拓扑微晶转化法,在950℃下保温8h,成功制备出了片状KNbO3粉体,可作为制备织构化铌酸钾钠无铅压电陶瓷的模板剂。     

无机盐/石英基复合相变储能材料多孔陶瓷基体的制备

以石英为骨料,钾长石为高温粘结剂,木炭为造孔剂制备无机盐/石英基复合相变储能材料用的微米孔石英多孔陶瓷基体,采用正交实验法系统研究了骨料颗粒粒度、造孔剂粒度、造孔剂含量、高温粘结剂含量及烧成温度对石英多孔陶瓷的显气孔率和抗折强度的影响.研究结果表明,影响石英多孔陶瓷抗折强度的最主要因素是长石含量,其次是骨料粒度和造孔剂粒度;影响石英多孔陶瓷显气孔率的主要因素是造孔剂含量.制备微米孔石英多孔陶瓷的优化配方和工艺是:石英、木炭和长石均过325目筛,三者质量比为7:2:1,烧成温度为1270f,保温时间为1h.该陶瓷具有以下优良的性能:显气孔率为55.12％,体积密度为1.14 g,/cm3,抗折强度为3.14 MPa,抗压强度为7.12 MPa,平均孔径为13.87 μm且孔径分布范围较窄,96％的气孔孔径在9～21 μm之间.     

(K0.45+xNa0.55-x)0.98Li0.02(Nb0.77Ta0.18Sb0.05)O3-0.05BaZrO3无铅压电陶瓷的工艺对性能的影响

采用传统固相反应烧结法,以(K0.45+xNa0.55-x)0.98Li0.02(Nb0.77 Ta0.18 Sb0.05)O3-0.005BaZrO3无铅压电陶瓷为研究对象,研究K/Na比例、粉体合成温度、烧结温度、极化工艺条件对压电陶瓷性能的影响,以及退火温度和老化时间对材料性能稳定性的影响.结果表明:该体系陶瓷粉体的合成温度为850℃.烧结温度为1130℃,x=0.04时陶瓷的压电常数d33可达372 pC/N,机电耦合系数kp达0.465.合理的极化条件为极化电压4 kV/mm,极化时间25min,极化温度120℃.压电陶瓷在125℃下具有较好的温度稳定性,但时间稳定性较差,放置300 d后压电常数才能稳定.     

微波水热法制备(1-x) K0.55Na0.45NbO3-xLiSbO3系无铅压电陶瓷

以分析纯NaOH,KOH,Li2CO3,Nb2O5,Sb2O3等为原料,采用微波水热法合成(1-x)K0.55Na0.45NbO3-xLiSbO3(KNNLS,x =0.03～0.07mol)粉体,分析了粉体的晶体结构与形貌.以该粉体制备压电陶瓷,系统研究了LiSbO3含量对压电陶瓷结构与性能的影响.研究结果表明:微波水热法在220℃下保温30min可以合成具有纯正交钙钛矿结构的KNNLS(x=0.03～0.07)粉体,粉体呈立方状,尺寸约0.5～1μm.利用该粉体制备的压电陶瓷结构致密,晶粒大小分布均匀.当x=0.05时,该组成陶瓷具有最佳的综合压电性能:压电常数d33=110 pC/N,平面机电耦合系数kp=0.29,介电常数εT33/ε0=466,介质损耗tanδ =1.4％以及机械品质因素Qm=107.     

Nb5+掺杂改性CaBi4Ti4O15压电陶瓷的研究

采用传统固相烧结法,制备了CaBi4Ti(1-x)NbxO1(5x=0.00-0.05,CBT-N)系铋层状结构无铅压电陶瓷。研究了Nb5+掺杂对CBT压电陶瓷压电与介电性能的影响。研究结果表明:添加Nb5+离子,改善了CBT陶瓷的烧结特性,提高了瓷体的致密度。Nb2O5的引入降低了CBT系列陶瓷的介质损耗,改善了陶瓷的压电与介电性能。当掺入量x=0.04(CaBi4Ti0.96Nb0.04O15)时制备的CBT基铋层状压电陶瓷具有优异的压电性能:d33=14pC/N,Qm=3086,εr=212,tanδ=0.0041,kt/kp=1.681。     

(Zn1/3/Nb2/3)4+复合离子改性对BNBST陶瓷电储能特性影响研究

采用固相法制备了(Bi0.5Na0.5)0.65(Ba0.3Sr0.7)0.35[(Zn1/3/Nb2/3)xTi1-x]O3(BNBST-ZN100x,x=0,0.02,0.04,0.06,0.08,0.10)陶瓷,研究了不同含量(Zn1/3/Nb2/3)4+复合离子对陶瓷相结构,显微形貌,介电及电储能特性的影响.结...     

专业课案例教学法应用——以“无机材料物理性能”课程为例

根据景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院无机非金属材料工程及材料化学两个国家一流专业建设要求,针对"无机材料物理性能"课程本科教学现状及存在的问题,引入案例教学,分别从结合课程思政、融入最新科研成果和体现学科交叉三个方面描述了课程的案例精选及其在教学过程中的具体实施方法,促进培养具备文化自信、敬业精神、较高专业创新能力和较宽知识面的高素质综合型应用型人才。     

(1-x)K0.49Na0.51NbO3-xLiNbO3无铅压电陶瓷的性能

用传统固相烧结法制备(1-x)K0.49Na0.51NbO3-xNbO3(KNNLN,x=0.00～0.08,摩尔分数)体系无铅压电陶瓷.用x射线衍射仪及精密阻抗分析仪等研究不同掺量LiNbO3掺杂后对KNNLN体系陶瓷的晶体结构和电性能的影响.结果表明:在研究组成范围内,LiNbO3加入后能够形成单一钙钛矿结构的固溶...     

(1-x)Li0.05(K0.5Na0.5)0.95NbO3-x(Bi0.5Na0.5)TiO3无铅压电陶瓷的结构与电性能研究

采用固相反应法制备了(1-x)Li0.05(K0.5Na0.5)0.95NbO3-x(Bi0.5Na0.5)TiO3(LKNN-BNT)无铅压电陶瓷,研究了BNT的添加量x(0,0.005,0.01,0.02)对LKNN-BNT陶瓷的结构与电性能影响。X射线衍射(XRD)分析结果表明当x≤0.005时,陶瓷为正交钙钛矿结构,而当x≥0.01时,陶瓷则转变为四方钙钛矿结构,说明该陶瓷的多型相转变(PPT)区域为0.005相似文献