MgO掺杂对NBT-SBT陶瓷电容材料介电及储能性能影响

文档摘要：为提升钛酸铋钠(NBT)基无铅陶瓷电容材料的储能性能,以A位掺杂方式向0.65[Na0.5Bi0.5TiO3]-0.35Sr0.7Bi0.2TiO3中引入MgO,并采用固相烧结法制备了不同摩尔含量(x=0.01～0.06)的0.65[(Na1-x,Mgx)0.5Bi0.5TiO3]-0.35Sr0.7Bi0.2TiO3(NBT-SBT)陶瓷样品.通过SEM观察和XRD表征,发现随着Mg2+含量的增加,NBT-SBT陶瓷的晶粒尺寸呈先减小后增大的变化,在Mg2+掺入量(x)为0.025时,陶瓷晶粒尺寸最小.介电温谱和电滞回线测试表明该陶瓷为典型的铁电弛豫体,具有较高的介电常数(εr)和电极化强度(Pmax).在100kV/cm电场下,(Na0.94,Mg0.06)BT-SBT的可释放能量密度Wrec高达1.65J/cm3,储能效率η为75%,综合性能优于同类NBT基陶瓷样品.结果表明,MgO掺杂的(Na1-x,Mgx)BT-SBT陶瓷具有优异的储能密度和效率,可为电子电力设备等领域的高功率储能电容器件的研究提供参考.

Abstract：Forimprovingtheenergystorageperformanceoflead-freeceramiccapacitormaterialsbasedonBismuthsodiumtitanate(NBT),MgOisintroducedinto0.65[Na0.5Bi0.5TiO3]-0.35Sr0.7Bi0.2TiO3byA-sitedopingmethod.Thesamplesof0.65[(Na1-x,Mgx)0.5Bi0.5TiO3]-0.35Sr0.7bi0.2TiO3(BT-SBT)ceramicswithdifferentmolarratios(x=0.01～0.06)arepreparedbysolidsinteringmethod.ItisfoundthroughSEMobservationandXRDcharacterizationthatthegrainsizeofNBT-SBTceramicsdecreasesfirstandthenincreaseswiththeincreaseofMg2+content.WhentheMg2+incorporationamount(x)is0.025,thegrainsizeoftheceramicisminimum.Thedielectrictemperaturespectrumandthehysteresislooptestsshowthattheceramicexhibitstypicalferroelectricrelaxationbehaviorwithhigherdielectricconstant(εr)andelectricpolarizationstrength(Pmax).(Na0.94,Mg0.06)BT-SBTat100kV/cmelectricfieldcanreleaseenergydensityWrecupto1.65J/cm3,theenergystorageefficiencyηis75%andthecomprehensiveperformanceissupe-riortothesimilarNBTbasedceramicsamples.TheresultsshowthatMgO-doped(Na1-x,Mgx)BT-SBTceramicisakindofhigh-powerenergystoragematerialwithexcellentefficiency,whichcanprovideareferencefortheresearchofhighpowerenergystoragecapacitorsinthefieldofelectronicandelectricalequipment.

作者：李志忠   赵梦洁   潘弘   夏卫民 Author：LIZhizhong   ZHAOMengjie   PANHong   XIAWeimin
作者单位：国网陕西省电力科学研究院,西安710100;西安理工大学,西安710048西安理工大学,西安710048
刊名：电力电容器与无功补偿
Journal：PowerCapacitor&ReactivePowerCompensation
年，卷(期)：2024, 45(3)
分类号：
关键词：NBT基电容陶瓷  MgO  A位掺杂  储能  
Keywords：NBT-basedcapacitorceramics  MgO  A-sitedoping  energystorage  
机标分类号：TQ323.5TG146.21TQ177
在线出版日期：2024年7月1日
基金项目：国家自然科学基金，陕西省教育厅协同创新中心基金资助项目MgO掺杂对NBT-SBT陶瓷电容材料介电及储能性能影响[
期刊论文]  电力电容器与无功补偿--2024, 45(3)李志忠  赵梦洁  潘弘  夏卫民为提升钛酸铋钠(NBT)基无铅陶瓷电容材料的储能性能,以A位掺杂方式向0.65[Na0.5Bi0.5TiO3]-0.35Sr0.7Bi0.2TiO3中引入MgO,并采用固相烧结法制备了不同摩尔含量(x=0.01～0.06)的0.65[(Na1-x,Mgx)0.5Bi0.5TiO3]-0.35...参考文献和引证文献
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关键词：NBT基电容陶瓷,MgO,A位掺杂,储能,

2024-10-3 23:18 上传 MgO掺杂对NBT-SBT陶瓷电容材料介电及储能性能影响.pdf

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