中國研究團隊開發高性能無鉛介電陶瓷材料

發布時間 | 2022-05-31 09:42 分類 | 技術前沿點擊量 | 746

導讀：?近日，中國科學院上海硅酸鹽研究所與同濟大學合作，利用鐵電疇和能帶工程的協同優化策略，有效提高了NaNbO3基無鉛儲能陶瓷的綜合性能。先關研究成果發表在Journal of Materials Chemistry A（...

近日，中國科學院上海硅酸鹽研究所與同濟大學合作，利用鐵電疇和能帶工程的協同優化策略，有效提高了NaNbO₃基無鉛儲能陶瓷的綜合性能。先關研究成果發表在Journal of Materials Chemistry A（化學材料期刊A）上。

電介質電容器具有充放電速率快、功率密度高、循環壽命長、機械性能好等優點，但是儲能密度（ESP）相對較低，使其在儲能元件的小型化、集成化和輕量化發展上受到極大限制。NaNbO₃無鉛陶瓷具有低的理論體積密度、高的潛在極化強度，并具有環境友好的特性，因而該體系日益受到關注。

研究團隊將鐵電疇和能帶結構的協同優化策略應用于NaNbO₃(NN) 基陶瓷，其中 Bi³⁺的引入誘導了拉長的鐵電P-E由于納米域的形成而形成回路，并且Ta摻雜含量的進一步改變顯著減小了晶粒尺寸并加寬了帶隙（Eg），獲得高擊穿強度。所獲得的Na_0.7Bi_0.1Nb_0.9Ta_0.1O₃陶瓷表現出優異的綜合ESP和良好的穩定性，還實現了60ns的超快放電時間和320.21MWcm^-3的高功率密度。