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《鈦酸鉍鈉基陶瓷的摻雜與電卡及儲能特性研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要摘要鈦酸鉍鈉（BiNaTiO）作為一種新型的A位復(fù)合離子鈣鈦礦無鉛壓電材料具有0.50.53優(yōu)異的鐵電壓電性能。它的機電耦合系數(shù)各向異性較大（k約50%，k約13%），用作tp厚度振動的振子，容易除去不必要的振動；居里溫度較高（320℃）；相對介電常數(shù)較小（240~340℃）；熱釋電性能與BaTiO和PbZrTiO相當(dāng)；聲學(xué)性能好（N＝3200Hz?m）；33p而且燒結(jié)溫度低，一般在1200℃以下，被認(rèn)為是最有可能取代PbZrTiO的無鉛材料之3一。本文主要采用固相燒結(jié)法制備BiNaTiO為基體的陶瓷。研究不同摻雜對0.50.53BiNa
2、TiO材料的結(jié)構(gòu)、鐵電、介電、電卡和儲能性能的影響。0.50.53首先，本文主要采用傳統(tǒng)的固相法制備LaO摻雜的(BiNa)Ba0.06TiO(BNBT6)230.50.50.943陶瓷，并在LaO摻雜的BNBT6陶瓷中發(fā)現(xiàn)了大的電卡效應(yīng)。主要研究并測量了材料23的介電和鐵電性能。LaO摻雜的BNBT6陶瓷的電卡性能采用間接法計算。通過研究發(fā)23現(xiàn)LaO的引入有助于提升材料的電卡效應(yīng)。在x=0.5wt%的陶瓷中得到了最大的絕熱23溫變
3、ΔT
4、=2.61K和電卡系數(shù)
5、ξmax
6、=0.052Kcm/kV。這樣的結(jié)果要遠(yuǎn)超于之前關(guān)于62BiNaTi
7、O基陶瓷的報道。另外，x=1.0wt%的陶瓷由于退極化溫度降低到室溫附近，0.50.53導(dǎo)致材料在室溫下具有絕熱溫變
8、ΔT
9、=1.954K和電卡系數(shù)
10、ξmax
11、=0.039Kcm/kV的性能。30這樣的性能保證了LaO摻雜的BNBT6陶瓷能夠成為優(yōu)異的制冷材料。23其次，在BaZrO摻雜的0.80BiNaTiO-0.20BiKTiO（BNBK）陶瓷中獲得30.50.530.50.53了較大的能量存儲密度。本文中主要研究了(1-x)BNBK-xBaZrO的儲能特性。通過韋伯3分布模型可以知道BaZrO主要通過提升BNBK材料的擊穿場強來提升材料
12、的儲能密3度。在電場為70kV/cm的作用下，材料最大的儲能密度W=0.73J/cm3和儲能效率h=0.751出現(xiàn)在0.96BNBK-0.04BaZrO陶瓷中，明顯超過之前BiNaTiO基和含鉛陶瓷材料。30.50.53另外，它的儲能密度在30-100℃之間具有良好的溫度穩(wěn)定性。這些性能決定了(1-x)BNBK-xBaZrO陶瓷在儲能設(shè)備上具有較大的應(yīng)用潛力。3最后，在(1-x)(0.7NaBiTiO-0.3BiSrTiO)-xNaNbO（(1-x)BNBST-xNaNbO）0.50.530.20.7333陶瓷中，發(fā)現(xiàn)適量引入NaNbO并不改
13、變基體的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，但是當(dāng)過量引入會引起陶3瓷中第二相出現(xiàn)。另外，由于NaNbO的引入增加了BNTBST納米極性微區(qū)向宏觀極性3區(qū)域轉(zhuǎn)變的難度，所以材料的擊穿場強有所提升，從而進(jìn)一步提高材料的儲能密度。在電場90kV/cm的作用下，x=0.01樣品的儲能密度W=1.3J/cm，溫度穩(wěn)定性好，可充放31電循環(huán)使用近500次。這種材料的儲能效率和儲能密度都遠(yuǎn)超于之前的報道，是一種優(yōu)異的儲能材料。關(guān)鍵詞：鈦酸鉍鈉；摻雜；電卡效應(yīng)；儲能；IAbstractAbstract(BiNa)TiOisanewA-sitecomplexperovskitele
14、ad-freepiezoelectricmaterialswith0.50.53superiorpiezoelectricproperties.Theanisotropyofelectromechanicalcouplingcoefficientissignificantdifferent(k=50%,k=13%),andcanbeusedasthicknessvibration,becauseittpcandiminishtheuselessvibration.Thecurietemperatureishigher(320℃),andrel
15、ativedielectricconstantissmaller(240~340℃).ItspyroelectricpropertiesareclosetoBaTiOand3PbZrTiO,andacousticperformanceissuperior(N＝3200Hz?m).Inaddition,itssintering3ptemperatureislower,whichisbelow1200℃,anditisoneofthecandidateofPbZrTiO3materials.(BiNa)TiObasedmaterialsispre
16、paredbyconventionalsolidstatemethodin0.50.53thispaper.Theeffectonthestructure,ferr
