(1-x)BaTiO3-xBiYO3介電陶瓷儲能特性的研究.pdf

1、陶瓷儲能介質材料涉及兩大領域：材料與能源，具有極廣泛的應用。在民用方面，可用于混合動力汽車、大型互聯電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制以及新能源系統(tǒng)；在軍事上，作為脈沖功率的主體部分高脈沖功率源，可用于坦克、電磁炮、定向能武器、綜合電力推進艦艇及受控激光核聚變等。當前科技的發(fā)展都在往小型化、集成化和輕量化的方向發(fā)展，因此開發(fā)具有更高儲能密度的介電陶瓷材料是當前研究的熱點。
　　本文從陶瓷儲能電容的原理出發(fā)，介紹了現階段國內外陶瓷儲能材料的研究進展，

2、分析了各種材料的優(yōu)勢和劣勢。為了獲得儲能密度較高的電介質材料，本文以(1-x)BaTiO3-xBiYO3為研究對象，獲得介電常數高、擊穿強度高、儲能密度高的介質陶瓷，并對最佳配比的(1-x)BaTiO3-xBiYO3陶瓷材料進行Ba-B-Al-Si無堿玻璃摻雜改性研究，進一步提高陶瓷的耐壓強度。具體研究工作如下：
　　采用傳統(tǒng)固相法制備(1-x)BaTiO3-xBiYO3（0≤x≤0.5）陶瓷，研究 BiYO3摻雜量對陶瓷物相、介

3、電性能和儲能性能的影響。BiYO3的添加使 BaTiO3燒結溫度降低，隨著 BiYO3添加量的增加，弛豫現象越明顯，介電峰展寬，介電常數隨溫度的變化逐漸趨于穩(wěn)定；介電常數隨電場強度的增加，下降幅度越來越小，電滯回線變得越來越細，并趨于線性，使得陶瓷存儲的有效電量增加。
　　當x=0.2時，在1100℃保溫1h燒結得到的陶瓷最致密，并且有少量的第二相聚集在晶界處，液態(tài)玻璃相在晶粒表面。(1-x)BaTiO3-xBiYO3陶瓷體系的固

4、溶度為x=0.1，x=0.2雖已超出固溶度，但具有較高的弛豫特性，介電常數約為1340，介電常數隨電壓增強下降幅度不大。x=0.2時陶瓷的擊穿場強和儲能密度均最大，分別為571.4kV/cm和13.139J/cm3。將0.8BaTiO3-0.2BiYO3作為陶瓷基體材料，對其進行改性研究。
　　采用傳統(tǒng)固相法制備 Ba-B-Al-Si無堿玻璃粉，按不同質量百分比（1wt％，3 wt%，5 wt%，7 wt%）添加到0.8BaTiO