Remarkably enhanced dielectric stability and energy storage properties in BNT—BST relaxor ceramics by A-site defect engineering for pulsed power applications

材料科学 分析化学(期刊) 化学 色谱法
作者
Zhipeng Li,Dongxu Li,Zong‐Yang Shen,Xiaojun Zeng,Fusheng Song,Wenqin Luo,Xingcai Wang,Zhumei Wang,Yueming Li
出处
期刊:Journal of Advanced Ceramics [Springer Science+Business Media]
卷期号:11 (2): 283-294 被引量:93
标识
DOI:10.1007/s40145-021-0532-8
摘要

Abstract Lead-free bulk ceramics for advanced pulsed power capacitors show relatively low recoverable energy storage density ( W rec ) especially at low electric field condition. To address this challenge, we propose an A-site defect engineering to optimize the electric polarization behavior by disrupting the orderly arrangement of A-site ions, in which $${\rm{B}}{{\rm{a}}_{0.105}}{\rm{N}}{{\rm{a}}_{0.325}}{\rm{S}}{{\rm{r}}_{0.245 - 1.5x}}{_{0.5x}}{\rm{B}}{{\rm{i}}_{0.325 + x}}{\rm{Ti}}{{\rm{O}}_3}$$ Ba 0.105 Na 0.325 Sr 0.245 1.5 x 0.5 x Bi 0.325 + x TiO 3 ( $${\rm{BN}}{{\rm{S}}_{0.245 - 1.5x}}{_{0.5x}}{{\rm{B}}_{0.325 + x}}{\rm{T}}$$ BNS 0.245 1.5 x 0.5 x B 0.325 + x T , x = 0, 0.02, 0.04, 0.06, and 0.08) lead-free ceramics are selected as the representative. The $${\rm{BN}}{{\rm{S}}_{0.245 - 1.5x}}{_{0.5x}}{{\rm{B}}_{0.325 + x}}{\rm{T}}$$ BNS 0.245 1.5 x 0.5 x B 0.325 + x T ceramics are prepared by using pressureless solid-state sintering and achieve large W rec (1.8 J/cm 3 ) at a low electric field (@110 kV/cm) when x = 0.06. The value of 1.8 J/cm 3 is super high as compared to all other W rec in lead-free bulk ceramics under a relatively low electric field (< 160 kV/cm). Furthermore, a high dielectric constant of 2930 within 15% fluctuation in a wide temperature range of 40–350 °C is also obtained in $${\rm{BN}}{{\rm{S}}_{0.245 - 1.5x}}{_{0.5x}}{{\rm{B}}_{0.325 + x}}{\rm{T}}$$ BNS 0.245 1.5 x 0.5 x B 0.325 + x T ( x = 0.06) ceramics. The excellent performances can be attributed to the A-site defect engineering, which can reduce remnant polarization ( P r ) and improve the thermal evolution of polar nanoregions (PNRs). This work confirms that the $${\rm{BN}}{{\rm{S}}_{0.245 - 1.5x}}{_{0.5x}}{{\rm{B}}_{0.325 + x}}{\rm{T}}$$ BNS 0.245 1.5 x 0.5 x B 0.325 + x T ( x = 0.06) ceramics are desirable for advanced pulsed power capacitors, and will push the development of a series of Bi 0.5 Na 0.5 TiO 3 (BNT)-based ceramics with high W rec and high-temperature stability.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
hy完成签到,获得积分10
1秒前
清爽天川完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
梦溪完成签到 ,获得积分10
6秒前
wjw完成签到,获得积分10
6秒前
斯寜应助杨桃采纳,获得10
7秒前
woobinhua发布了新的文献求助10
7秒前
Mr.Left完成签到,获得积分10
14秒前
evvj完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
科研通AI5应助唐寻菡采纳,获得10
17秒前
执着绿草完成签到 ,获得积分10
18秒前
子非魚发布了新的文献求助30
21秒前
钱念波发布了新的文献求助10
22秒前
CipherSage应助niu采纳,获得10
23秒前
情怀应助taster采纳,获得10
24秒前
小二郎应助woobinhua采纳,获得10
26秒前
丰都残卷完成签到,获得积分10
27秒前
Iron_five完成签到 ,获得积分10
27秒前
烟花应助ssy采纳,获得10
29秒前
谦让寻凝完成签到 ,获得积分10
29秒前
30秒前
zyz完成签到,获得积分10
30秒前
Aixia完成签到,获得积分10
33秒前
social_yjj完成签到,获得积分10
34秒前
Akim应助Quentin9998采纳,获得10
34秒前
李健应助科研通管家采纳,获得10
35秒前
英俊的铭应助科研通管家采纳,获得10
35秒前
大模型应助科研通管家采纳,获得10
35秒前
35秒前
35秒前
bc应助科研通管家采纳,获得10
35秒前
Aixia发布了新的文献求助10
36秒前
如果完成签到,获得积分10
37秒前
fd163c发布了新的文献求助10
38秒前
linhante完成签到 ,获得积分10
39秒前
40秒前
yellow完成签到 ,获得积分10
41秒前
lalala发布了新的文献求助10
43秒前
ssy发布了新的文献求助10
44秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 450
Mixing the elements of mass customisation 360
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
the MD Anderson Surgical Oncology Manual, Seventh Edition 300
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 300
Political Ideologies Their Origins and Impact 13th Edition 260
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3780920
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3326387
关于积分的说明 10227030
捐赠科研通 3041612
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1669520
邀请新用户注册赠送积分活动 799081
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758734