晶粒尺寸对无铅0.4(Na0.5Bi0.5TiO3)–0.225BaTiO3–0.375BiFeO3伪三元陶瓷的结构、介电、铁电、压电及储能性能的影响

The effect of grain size on the structural, dielectric, ferroelectric, piezoelectric and energy storage properties of lead-free 0.4(Na0.5Bi0.5TiO3)–0.225BaTiO3–0.375BiFeO3 pseudo-ternary ceramics

Durga Prasad Nayak · Rinku Dhurua · Ranabrata Mazumder · Journal of Materials Science: Materials in Electronics · 2025年1月 · Vol.36.0

由于在传感器、执行器、换能器和储能器件中的潜在应用，无铅铁电材料正受到广泛的研究关注。无铅铁电陶瓷的电学和结构性能显著受晶粒尺寸的影响，从而进一步影响其储能性能。本研究系统地探讨了特定无铅伪三元铁电体系0.4(Na0.5Bi0.5TiO3)–0.225BaTiO3–0.375BiFeO3的储能能力对晶粒尺寸的依赖性。通过传统的固相合成法制备了具有不同晶粒尺寸的样品，并通过调控烧结条件实现晶粒尺寸的控制。本文严格考察了晶粒尺寸与介电常数、铁电极化、击穿强度和能量密度等关键参数之间的关系。X射线衍射...

解读: 该无铅铁电陶瓷材料研究对阳光电源储能系统具有重要参考价值。研究揭示的晶粒尺寸优化(~6μm)实现1.5 J/cm³储能密度及宽温域稳定性(-25至175°C),可启发ST系列PCS中直流支撑电容器的材料选型优化。其高击穿强度与低介电损耗特性适用于PowerTitan储能系统的功率模块无源器件改进,提...