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Enhanced energy-storage performance in BNT-based lead-free dielectric ceramics via introducing SrTi_(0.875)Nb_(0.1)O_(3)

引用

Journal of Materiomics 2022年第3期8卷 537-544页

作者： Lukang Wu Luomen Tang yizan zhai Yiling Zhang Jianjian Sun Di Hu Zhongbin Pan Zhen Su Yang Zhang Jinjun Liu School of Materials Science and Chemical Engineering Ningbo UniversityZhejiangNingbo315211China China-Australia Institute for Advanced Materials and Manufacturing Jiaxing UniversityJiaxingZhejiang34001China School of Chemical and Materials Engineering Chaohu UniversityHefei238000China

Environmentally friendly lead-free ceramics capacitors,with outstanding power density,rapid charging/discharging rate,and superior stability,have been receiving increasing attention of late for their ability to meet the critical requirements of pulsed power devices in low-consumption ***,the relatively low energy storage capability must be urgently ***,this work reports on leadfree SrTi_(0.875)Nb_(0.1)O_(3)(STN)replacement of(Bi_(0.47)La_(0.03)Na_(0.5))_(0.94)Ba_(0.06)TiO_(3)(BLNBT)ferroelectric ceramics with excellent energy storage *** relaxor behaviour and breakdown strength(Eb),decreasing grain size,and mitigating large polarization difference are conductive to the enhancement of comprehensive energy storage *** phase-field simulation methods are further analysized evolution process of electrical tree in the experimental *** particular,the 0.70BLNBT-0.30STN ceramic exhibit a large discharged energy density of 4.2 J/cm^(3) with an efficiency of 89.3%at room temperature under electric field of 380 kV/***,for practical applications,the BLNBT-based ceramics achieve a high power density(~62.3 MW/cm^(3))and fast discharged time(~148.8 ns)over broad temperature range(20-200℃).Therefore,this work can provide a simple and effective guideline paradigm for acquiring high-performance dielectric materials in low-consumption systems operating in a wide range of temperatures and long-term operations.

关键词： Lead-free ceramics Energy storage properties Relaxor behaviour Thermal stability Charge-discharge performance

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