Superior Thermal Stability of High Energy Density and Power Density in Domain-Engineered Bi0.5Na0.5TiO3–NaTaO3 Relaxor Ferroelectrics

材料科学 陶瓷 电介质 电容器 热稳定性 铁电性 功率密度 极化(电化学) 相变 大气温度范围 凝聚态物理 光电子学 复合材料 热力学 功率(物理) 化学工程 电压 电气工程 物理化学 化学 物理 工程类
作者
Xuefan Zhou,He Qi,Zhongna Yan,Guoliang Xue,Hang Luo,Dou Zhang
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:11 (46): 43107-43115 被引量:230
标识
DOI:10.1021/acsami.9b13215
摘要

Thermal-stable dielectric capacitors with high energy density and power density have attracted increasing attention in recent years. In this work, (1 – x)Bi0.5Na0.5TiO3–xNaTaO3 [(1 – x)BNT–xNT, x = 0–0.30] lead-free relaxor ferroelectric ceramics are developed for capacitor applications. The x = 0.20 ceramic exhibits superior thermal stability of discharged energy density (WD) with a variation of less than 10% in an ultrawide temperature range of −50 to 300 °C, showing a significant advantage compared with the previously reported ceramic systems. The WD reaches 4.21 J/cm3 under 38 kV/mm at room temperature. Besides, a record high of power density (PD ≈ 89.5 MW/cm3) in BNT-based ceramics is also achieved in x = 0.20 ceramic with an excellent temperature insensitivity within 25–160 °C. The x = 0.20 ceramic is indicated to be an ergodic relaxor ferroelectric with coexisted R3c nanodomains and P4bm polar nanoregions at room temperature, greatly inducing large maximum polarization, maintaining low remnant polarization, and thus achieving high WD and PD. Furthermore, the diffuse phase transition from R3c to P4bm phase on heating is considered to be responsible for the superior thermal stability of the high WD and PD. These results imply the large potential of the 0.80BNT–0.20NT ceramic in temperature-stable dielectric capacitor applications.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
香蕉觅云应助科研通管家采纳,获得20
1秒前
SciGPT应助科研通管家采纳,获得10
1秒前
1秒前
Ava应助科研通管家采纳,获得20
2秒前
丘比特应助科研通管家采纳,获得20
2秒前
xuxu完成签到 ,获得积分10
2秒前
3秒前
dipper完成签到,获得积分10
4秒前
2026成功上岸完成签到 ,获得积分10
4秒前
zero完成签到 ,获得积分10
4秒前
5秒前
gj2221423完成签到 ,获得积分10
6秒前
jun完成签到 ,获得积分10
7秒前
喜悦寄风完成签到,获得积分10
8秒前
丶天涯草丶完成签到,获得积分20
8秒前
CC完成签到 ,获得积分10
9秒前
TianBa123发布了新的文献求助10
9秒前
刻苦的幻巧完成签到 ,获得积分10
13秒前
爱喝奶茶的柚子完成签到 ,获得积分10
14秒前
忐忑的草丛完成签到,获得积分10
17秒前
乐观的忆枫完成签到,获得积分0
17秒前
LMF完成签到 ,获得积分10
21秒前
个性的翠芙完成签到 ,获得积分10
21秒前
科研小菜狗完成签到 ,获得积分10
21秒前
我独舞完成签到 ,获得积分10
22秒前
林大虫完成签到 ,获得积分10
25秒前
海山应助hedinghong采纳,获得10
25秒前
科研通AI6.1应助mochalv123采纳,获得10
29秒前
布里田完成签到 ,获得积分10
34秒前
时叙完成签到,获得积分10
34秒前
越野蟹完成签到,获得积分10
36秒前
xiaxia42完成签到 ,获得积分10
38秒前
我爱科研完成签到 ,获得积分10
39秒前
123完成签到 ,获得积分10
39秒前
阳光初之完成签到 ,获得积分10
41秒前
仰望星空jiang完成签到,获得积分10
42秒前
随心所欲完成签到 ,获得积分10
43秒前
zyb完成签到 ,获得积分10
46秒前
喵喵完成签到 ,获得积分10
46秒前
满鑫完成签到,获得积分10
49秒前
高分求助中
Ideology and Meaning-Making under the Putin Regime 750
Introduction to Industrial/Organizational Psychology 600
Prompt Engineering for Clinicians: Harnessing AI in Everyday Medical Practice 600
Handbook of Luminescence Dating 500
Safety Pharmacology 500
《KNN基无铅压电陶瓷电学性能优化与物理机理研究》 500
Isomerism In Coordination Compounds 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 计算机科学 化学工程 生物化学 物理 内科学 复合材料 催化作用 光电子学 物理化学 电极 细胞生物学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6931780
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8619416
关于积分的说明 18279478
捐赠科研通 6356853
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3074110
关于科研通互助平台的介绍 2110148
邀请新用户注册赠送积分活动 2051206