Tm3+对AgNbO3反铁电陶瓷微结构和储能性能的影响

AgNbO₃无铅反铁电材料作为一种极具潜力的电介质储能材料,近年来受到了广泛的关注。然而,储能密度和储能效率较低,限制了它的应用。本工作研究了Tm³⁺对AgNbO₃陶瓷的微结构、介电性、铁电性和储能性能的影响。结果表明,Tm³⁺取代AgNbO₃陶瓷A位的Ag⁺,具有明显的细化晶粒的作用,增强了反铁电相的稳定性,使其储能性能显著提升。反铁电相稳定性的增强是由于Tm³⁺的引入降低了结构的容差因子和产生了Ag空位,破坏了阳离子位移和氧八面体倾斜等长程相互作用的结果。AgNbO₃-0.1%(原子分数)Tm₂O₃陶瓷在200 kV/cm下表现出优异的储能性能(可回收储能密度为3.32 J/cm³,储能效率为62.5%),在高功率脉冲电子器件中具有潜在的应用前景。