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sm掺杂0.88NaNbO3-0.12Sr0.7Bi0.2TiO3无铅陶瓷的储能性能显著提高( Significantly enhanced energy storage performance in Sm-doped 0.88NaNbO3-0.12Sr0.7Bi0.2TiO3 lead-free ceramics )
J Wang H Fan M Wang P Fan
无铅反铁电(AFE)陶瓷材料由于具有储能密度高、环保等优点，近年来在大功率电容器的应用中受到越来越多的关注。但由于环境友好型AFE候选材料数量有限、成本高、储能效率低等原因，相关应用受到严重制约。本工作制备并表征了A位离子Sm掺杂的0.88NaNbO3-0.12Sr0.7Bi0.2TiO3无铅AFE P相陶瓷(0.88Na1-3xSmxNbO3-0.12Sr0.7Bi0.2TiO3，简称NN-SBT-100xSm)。随着Sm掺杂量的增加，NN-SBT-100xSm的介电-温度曲线出现类弛豫行为，表明AFE正交P相逐渐被AFE正交R相取代。结果，在x>0.01时，得到了具有接近零的剩余极化和抑制的迟滞损耗的双类、纤细的P-E曲线。NN-SBT-2Sm弛豫AFE陶瓷在低电场(E=200kV/cm)下同时获得了较好的放电储能密度(3.58J/cm)和较高的效率(82%),在相同电场E下均优于其它无铅储能陶瓷。此外,NN-SBT-2Sm陶瓷的储能性能具有良好的温度稳定性和频率稳定性。这些结果表明NN-SBT-2Sm弛豫AFE陶瓷在脉冲功率电容器中具有很大的实用价值。
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