A位稀土离子La~(3+)掺杂BNBST弛豫铁电陶瓷的储能特性增强研究摘要
在A位稀土离子La~(3+)掺杂BNBST中设计Sr~(2+)空位进行电荷补偿,采用传统固相法制备了Bi_(0.3)Na_(0.3)Ba_(0.12)Sr_(0.28-1.5x)□_(0.5x)La_xTiO_3陶瓷(缩写为BNBSLxT,x=0、0.01、0.03、0.05、0.07),研究了不同La~(3+)离子掺杂量对陶瓷相结构、微观结构、介电性能及储能特性的影响。结果表明:所有陶瓷均为单一钙钛矿结构,La~(3+)掺杂可细化晶粒。随着La~(3+)掺杂量增加,陶瓷的剩余极化值大幅度降低,电滞回线从“宽胖型”转变为“细长型”,显著增强了储能特性。BNBSL0.05T陶瓷具有高介电常数ε_r(>2000@1 kHz)和低介电损耗tanδ(<10~(-2)@1kHz),在95 kV/cm电场下的储能密度和效率分别为W_(rec)=1.56 J/cm~3和η=85.88%,同时具有良好的温度、频率和循环稳定性,可作为低电场下高储能密度脉冲功率陶瓷电容器的候选材料。
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