钛酸钡-铌酸钾钠弛豫铁电储能陶瓷的合成和表征 |
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引用本文: | 靳权,宋恩鹏,蔡克.钛酸钡-铌酸钾钠弛豫铁电储能陶瓷的合成和表征[J].复合材料学报,2023(4):2140-2154. |
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作者姓名: | 靳权 宋恩鹏 蔡克 |
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作者单位: | 中国石油集团工程材料研究院有限公司国家石油管材质量监督检验中心 |
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摘 要: | 综合储能性能(充电能量密度、放电能量密度和储能效率)较低是储能陶瓷领域亟待解决的关键科学问题。同时提高陶瓷的极化差(ΔP)和击穿场强(BDS),是提高陶瓷综合储能性能的重要方法。以BaTiO3(BT)为主晶相,K0.5Na0.5NbO3(KNN)为包覆剂、助烧剂和添加剂,合成了晶粒尺寸为100 nm和200 nm的BT-KNN陶瓷。结果表明:BT-KNN陶瓷具有明显的纳米畴、弛豫行为和介电温度稳定性,且兼具高ΔP和高BDS。相比晶粒尺寸为100 nm的BT-KNN陶瓷,晶粒尺寸为200 nm的BT-KNN陶瓷具有更加优异的综合储能性能,包括较高的充电能量密度W (2.50 J·cm-3)、放电能量密度Wrec (2.08 J·cm-3)和储能效率η (83.2%)。该研究可为高综合储能性能陶瓷的合成提供一定的理论依据。
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关 键 词: | 极化差 击穿场强 储能性能 纳米陶瓷 弛豫行为 BaTiO3 |
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