高儲能密度鈦酸鍶鋇基陶瓷的制備、結(jié)構(gòu)與性能.pdf

1、電容器儲能因其響應(yīng)速度快、輕便、對環(huán)境污染小等優(yōu)點而越來越受到關(guān)注。電介質(zhì)材料是電容器儲能的關(guān)鍵材料。陶瓷電介質(zhì)具有介電常數(shù)高、老化速度慢、機械強度高、使用溫度范圍寬和可以在復(fù)雜環(huán)境下使用等優(yōu)點，但也存在著介電擊穿強度較低而導(dǎo)致的儲能密度較低的缺點。本研究以提高陶瓷電介質(zhì)儲能密度為目的，利用放電等離子燒結(jié)(SPS)方法制備了高儲能密度鈦酸鍶鋇基陶瓷，并系統(tǒng)研究了其結(jié)構(gòu)與性能，主要得出了以下結(jié)果和結(jié)論:
　　1000℃下放電等離子燒

2、結(jié)5min得到的Ba0.3Sr0.7TiO3和Ba0.4Sr0.6TiO3陶瓷，致密度均接近100％，致密化溫度相比傳統(tǒng)固相燒結(jié)法降低約400℃。Ba0.3Sr0.7TiO3和Ba0.4Sr0.6TiO3陶瓷樣品呈現(xiàn)均一致密的微觀結(jié)構(gòu)，幾乎沒有氣孔存在，平均晶粒尺寸分別為880和1050nm。兩種陶瓷樣品在可見光波長范圍內(nèi)均有良好的透光性能，在633nm時透光率超過74％。
　　放電等離子燒結(jié)鈦酸鍶鋇陶瓷的介電性能呈現(xiàn)出彌散特征，

3、相變峰寬化，峰值介電常數(shù)降低，介電損耗明顯下降;細(xì)長型的電滯回線使剩余極化大幅減小。放電等離子燒結(jié)Ba0.3Sr0.7TiO3和Ba0.4Sr0.6TiO3陶瓷樣品的擊穿強度相比傳統(tǒng)固相燒結(jié)的同組分樣品有顯著提高，儲能密度分別從0.57J/cm3提高到1.13J/cm3和從0.48J/cm3到1.20J/cm3。此外，儲能性能的溫度和頻率穩(wěn)定性均有顯著改善。
　　放電等離子燒結(jié)鈦酸鍶鋇基玻璃復(fù)相陶瓷，呈現(xiàn)致密的微觀結(jié)構(gòu)，隨著玻璃相