電介質電容器在電子電路中具有儲能、平滑電源、濾波、耦合和解耦、時序控制等多種作用,廣泛應用于高壓電容器和高功率脈沖技術中。隨著器件向微型化、集成化的方向發展,對其中的電介質也提出了高儲能密度的要求。
電介質的儲能密度由其介電性能和擊穿場強共同決定,目前常規的儲能材料均存在一些不足之處,例如單一的鐵電陶瓷受擊穿場強限制、聚合物材料的介電常數有待提高。因此研究者們將高耐電擊穿性、低介電損耗的玻璃與陶瓷材料結合形成了玻璃-陶瓷儲能介電材料,玻璃相的引入在保證介電常數的同時提高了擊穿場強,成為目前儲能材料領域的研究熱點。
玻璃陶瓷中的陶瓷相是對經過退火的玻璃體進行晶化處理后形成的,根據生成陶瓷相的不同主要可以分為兩大類:鈦酸鹽基玻璃陶瓷和鈮酸鹽基玻璃陶瓷。它們在性質和應用方面有一些區別——
鈦酸鹽基玻璃陶瓷是研究最早的介電玻璃陶瓷,在高壓時漏電壓變大,影響此狀態下的介電性能,單一作用時效果不佳。
鈦酸鋇的鈣鈦礦結構
鈮酸鹽基玻璃陶瓷在兩種結構下均具有非常高的介電常數,并且具備通過各種改性提升性能的潛力。
鈮酸鹽的鈣鈦礦結構與鎢青銅結構
那么關于這兩種玻璃-陶瓷儲能介電材料的最新研究進展如何?它們是否應用于實際器件中?如果您想深入了解,敬請關注即將于7月5日-7日在河北唐山舉辦的“2023全國先進陶瓷產業創新發展(唐山)論壇”,屆時來自有研工程技術研究院有限公司的張慶猛博士將帶來題為《高儲能密度玻璃-陶瓷介電材料及儲能器件研究》的報告,重點介紹新型玻璃-陶瓷介電材料的研究現狀及其在高壓電容器以及固態脈沖形成線領域的應用。報告內容如下:
1)儲能材料的研究背景及現狀;
2)鈮酸鹽體系玻璃-陶瓷儲能介電材料及器件研究;
3)鈮酸鹽-鈦酸鹽體系玻璃-陶瓷儲能材料及器件研究。
報告人簡介
張慶猛,博士,正高級工程師,博士生導師。西安交通大學兼職教授,哈爾濱工業大學行業導師。主要從事新型納米復合介電材料及儲能器件、微波介質陶瓷以及熱防護涂層等相關研究。先后主持國家自然科學基金、軍用關鍵材料攻關項目、國防基礎科研課題等國家級項目10余項。發表學術論文40余篇,授權專利20余項。獲軍隊科技進步二等獎一項。
唐山先陶論壇會務組
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作者:粉體圈
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