Enhanced Energy Storage and Mechanical Properties of BT-Based Relaxor Ferroelectric Ceramics via Composition Optimization Strategy

材料科学 陶瓷 钛酸钡 电容器 储能 铁电性 陶瓷电容器 热稳定性 复合材料 化学工程 电压 电介质 光电子学 电气工程 热力学 工程类 功率(物理) 物理
作者
Dong Wang,Hao Jiang,Rui Tang,Tingting Gao,Qifan Chen,Bing Li,Zhi Tan,Jianguo Zhu,Jie Xing
出处
期刊:ACS Applied Materials & Interfaces [American Chemical Society]
卷期号:17 (32): 45906-45919 被引量:9
标识
DOI:10.1021/acsami.5c11452
摘要

Barium titanate (BT)-based lead-free ceramics are extensively utilized in capacitors, owing to their superior energy storage capabilities. However, pure BT ceramics are limited by high remnant polarization (Pr) and low breakdown strength (Eb), which hinder their energy storage performance. In this work, an optimization strategy is implemented by introducing Bi(Mg2/3Nb1/3)O3 (BMN) and NaTaO3 (NT) components into the BT ceramics to obtain a relaxor ferroelectric ceramic with markedly enhanced energy storage properties and excellent mechanical characteristics. The intrinsic wide band gap of NT, coupled with the incorporation of BMN and NT fostering significant grain refinement, contributes to a notable enhancement in the Eb of the ceramics. The codoping of Bi3+, Mg2+, and Nb5+ disrupts the long-range ferroelectric order via domain engineering. The results show that the BT-BMN-NT ceramics exhibit a high recoverable energy density (Wrec) of 6.22 J/cm3 and an energy efficiency (η) of 80.21% under an electric field of 650 kV/cm, along with excellent thermal stability and excellent charge-discharge performance. Collectively, these findings highlight the significant promise of BT-BMN-NT ceramics for deployment in advanced pulsed power capacitor applications.
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
1秒前
1秒前
橙子关注了科研通微信公众号
2秒前
乐乐应助明天采纳,获得10
2秒前
云云完成签到,获得积分10
3秒前
hajf完成签到,获得积分10
3秒前
xiaolu发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
TimidCoke完成签到,获得积分10
5秒前
情怀应助大力的板栗采纳,获得30
6秒前
义气糜发布了新的文献求助20
6秒前
吉吉国王的跟班完成签到 ,获得积分10
8秒前
学术小趴菜L完成签到,获得积分10
8秒前
9秒前
体贴冰夏完成签到 ,获得积分10
9秒前
满意书包关注了科研通微信公众号
9秒前
9秒前
11秒前
yanyan发布了新的文献求助10
12秒前
13秒前
蕊R完成签到,获得积分20
13秒前
纯真的雪青完成签到,获得积分10
14秒前
14秒前
16秒前
16秒前
16秒前
波风水门应助橙子采纳,获得10
16秒前
16秒前
16秒前
精明冥完成签到,获得积分20
17秒前
呆萌沛蓝发布了新的文献求助10
17秒前
高贵云朵完成签到,获得积分10
17秒前
xxxxx发布了新的文献求助10
17秒前
Jasper应助流星不如火球采纳,获得10
18秒前
19秒前
思源应助zzzz采纳,获得10
19秒前
19秒前
酷波er应助阳光的芯采纳,获得10
19秒前
wanci应助暖暖采纳,获得10
20秒前
今后应助zhangzhibin采纳,获得10
20秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
模型平均及其应用 900
Nondestructive Testing Handbook: Vol. 4, Thermal and Infrared Testing (IR), 4th ed 800
作者名:Kristopher P. Plain,悉尼大学的,目前只能查到其四篇论文,想找到其博士论文 590
Évora na Idade Média 555
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Structural Analysis 500
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 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7351771
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8963204
关于积分的说明 19041046
捐赠科研通 7001013
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3221374
关于科研通互助平台的介绍 2385854
邀请新用户注册赠送积分活动 2201812