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Design of Lead-Free Films with High Energy Storage Performance via Inserting a Single Perovskite into bi4ti3o12

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Chinese Physics Letters 2020年第11期37卷 104-109页

作者： Qiong Wu Xin Wu Yue-Shun Zhao Shifeng Zhao Inner Mongolia Key Lab of Nanoscience and Nanotechnology and School of Physical Science and TechnologyInner Mongolia UniversityHohhot 010021China

We report a distinctive way for designing lead-free films with high energy storage *** inserting different single perovskite cells into bi4 ti3 o12,P-E hysteresis loops present larger maximum polarization,higher breakdown strength and smaller slim-shaped *** prepared 0.15 bi7 Fe3 ti3 o21-0.5 bi4 Sr3 ti6 o21-0.35 bi4 Ba3 ti6 o21 solid solution ferroelectric films employing the sol-gel method,and obtained high energy storage density of 132.5 J/cm3 and efficiency of 78.6%while maintaining large maximum polarization of 112.3μC/cm2 and a high breakdown electric field of 3700 kV/***,the energy storage density and efficiency exhibit stability over the temperature range from 20℃to 125℃,and anti-fatigue stability maintains up to 108 *** films with a simple preparation method and high energy storage performance are likely to become candidates for high-performance energy storage materials.

关键词： bi4ti3o12 breakdown polarization

Sr和Nb复合掺杂bi4ti3o12基高温压电陶瓷的研究

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人工晶体学报 2011年第6期40卷 1471-1477页

作者：杨庆江向平余祖灯涂娜陈超陈燕景德镇陶瓷学院材料工程系江西省先进陶瓷材料重点实验室景德镇333001 广东道氏技术股份有限公司恩平529441

采用传统固相法制备了bi4ti3o12+0.91wt%Nb2o5+xwt%SrCo3(BTNo-Sr,0.00≤x≤1.50)层状压电陶瓷,研究了Sr掺杂对BTNo系陶瓷微观结构与电性能的影响。结果表明所有样品均为单一的铋层状结构相陶瓷。适量引入Sr能使BTNo系陶瓷的晶粒尺寸细... 详细信息

采用传统固相法制备了bi4ti3o12+0.91wt%Nb2o5+xwt%SrCo3(BTNo-Sr,0.00≤x≤1.50)层状压电陶瓷,研究了Sr掺杂对BTNo系陶瓷微观结构与电性能的影响。结果表明所有样品均为单一的铋层状结构相陶瓷。适量引入Sr能使BTNo系陶瓷的晶粒尺寸细化与均一,表现出介电弥散性,并改善其压电﹑机电和铁电性能。当x=0.50时,样品性能最佳:相对密度ρ=98.8%,压电常数d33=22 pC/N,平面机电耦合系数kp=9.5%,机械品质因子Qm=4462,剩余极化强度Pr=13.01μC/cm2,居里温度Tc=620℃。此外,介电性能和热稳定性能研究显示材料x=0.50具有好的压电稳定性,适合于制备高温高频压电器件。

关键词：压电陶瓷微观结构机电性能 bi4ti3o12

球形bi4ti3o12制备及其可见光催化性能

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无机化学学报 2017年第3期33卷 455-462页

作者：高晓明代源张裕王子航付峰延安大学化学与化工学院陕西省化学反应工程重点实验室延安716000

采用水热法合成球形钛酸铋复合氧化物光催化剂,利用SEM、XRD和UV-Vis DRS等表征手段对复合氧化物的晶体结构、微观形貌和光学性能进行了分析,结果表明,制备的钛酸铋复合氧化物为10 nm的球形颗粒,具有良好的晶型结构,禁带宽度为2.7 nm,... 详细信息

采用水热法合成球形钛酸铋复合氧化物光催化剂,利用SEM、XRD和UV-Vis DRS等表征手段对复合氧化物的晶体结构、微观形貌和光学性能进行了分析,结果表明,制备的钛酸铋复合氧化物为10 nm的球形颗粒,具有良好的晶型结构,禁带宽度为2.7 nm,有较好的可见光吸收能力。以亚甲基蓝、甲基橙及酸性品红为目标污染物,研究了复合氧化物在可见光下的光催化降解有机污染物的性能,并对光催化降解机理进行了探讨。结果表明,在可见光照射下,该复合氧化物对酸性品红降解效果明显优于亚甲基蓝和甲基橙,光照150 min下,降解率可达91%。

关键词： bi4ti3o12 光催化可见光酸性品红

分子动力学方法模拟压强对bi4ti3o12铁电相变行为的影响

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无机材料学报 2011年第5期26卷 491-494页

作者：孙玲玲马颖周益春湘潭大学材料与光电物理学院湘潭大学低维材料及其应用技术教育部重点实验室湘潭411105

在壳模型的基础上,通过分子动力学方法模拟了压强对bi4ti3o12(biT)铁电相变行为的影响.为了提高模拟的准确性,在原有势参数的基础上增加了ti-ti短程相互作用势.计算得出了温度为300K时biT单晶的铁电正交B2cb相在x方向和z方向的自发极化... 详细信息

在壳模型的基础上,通过分子动力学方法模拟了压强对bi4ti3o12(biT)铁电相变行为的影响.为了提高模拟的准确性,在原有势参数的基础上增加了ti-ti短程相互作用势.计算得出了温度为300K时biT单晶的铁电正交B2cb相在x方向和z方向的自发极化强度分别为39.4μC/cm2和0,与实验结果较好的吻合.然后模拟了压强对biT相变行为的影响.模拟结果表明:biT单晶在压强从-2 GPa到24 GPa范围内,经历了两次结构相变,分别发生在6 GPa和20 GPa处.这种对称性的改变类似于在环境压力条件下温度导致biT单晶对称性的改变.因而模拟结果为研究压强引起biT的相变行为提供了理论依据.

关键词：分子动力学 bi4ti3o12 压强相变

bi4ti3o12铁电薄膜I-V特性的研究

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功能材料 2004年第Z1期35卷 1418-1421页

作者：王华李岩桂林电子工业学院信息材料科学与工程系广西桂林541004 桂林电子工业学院通信与信息工程系广西桂林541004

采用溶胶-凝胶工艺(Sol-Gel)在Pt/ti/Sio2/p-Si衬底上成功制备了低漏电流bi4ti3o12(biT)铁电薄膜,对所得样品的漏导行为进行了研究.研究表明,bi4ti3o12薄膜的漏电流密度在+3V偏压下低于10-9A/cm2,满足器件应用的要求.在不同场强下薄膜... 详细信息

采用溶胶-凝胶工艺(Sol-Gel)在Pt/ti/Sio2/p-Si衬底上成功制备了低漏电流bi4ti3o12(biT)铁电薄膜,对所得样品的漏导行为进行了研究.研究表明,bi4ti3o12薄膜的漏电流密度在+3V偏压下低于10-9A/cm2,满足器件应用的要求.在不同场强下薄膜的漏导机制不同,而且正向和负向电场作用下I-V曲线明显不同,正向漏电流明显小于负向漏电流.电压低于2V时,薄膜以欧姆导电机制为主,电压在2～5.4V(加正向电压)或2.2～3.6V(加负向电压)时,biT薄膜应以Schottky emission导电机制为主;而对于较高的场强下,biT薄膜以Space-charge limited currents(SCLC)导电机制为主.

关键词：铁电薄膜 bi4ti3o12 漏导机制 I-V特性

(1-x)bi4ti3o12-xSrbi2Nb2o9铋层状铁电陶瓷结构与性能研究

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人工晶体学报 2013年第9期42卷 1831-1836页

作者：涂娜江向平李小红傅小龙杨帆景德镇陶瓷学材料科学与工程学院江西省先进陶瓷材料重点实验室景德镇333001

采用传统固相法制备了(1-x)bi4ti3o12-xSrbi2Nb2o9(biT-SBN,x=0,0.025,0.050,0.100,0.150,0.200)铋层状无铅压电陶瓷。系统研究了Srbi2Nb2o9掺杂对bi4ti3o12基陶瓷物相结构、微观结构以及jie电性能的影响。结果表明:所有陶瓷样品均为单一的铋层状结构;当SBN掺量为0.100时,样品具有最佳的电性能:d33=21 pC/N,相对密度ρ=98.1%,机电耦合系数k p=8.26%,εr=220,介电损耗tanδ=0.29%,剩余极化强度P r=9.128μC/cm2,T c=594℃。同时,SBN的引入增强了样品的抗老化性和热稳定性。

关键词： bi4ti3o12 Srbi2Nb2o9 铋层状铁电陶瓷介电性能

bi4ti3o12/g-C3N4复合光催化剂的制备及其光催化性能研究

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现代化工 2020年第8期40卷 83-87,92页

作者：张根黄自力葛胜涛田亮张海军武汉科技大学冶金矿产资源高效利用与造块湖北省重点实验室湖北武汉430081 武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室湖北武汉430081

采用机械混合/热处理的方法制备了具有异质结结构的bi4ti3o12/g-C3N4复合光催化剂,利用XRD、SEM及UVVis对所制备的复合光催化剂的结构与形貌进行了表征。结果表明,复合光催化剂中形成了异质结构,其禁带宽度减小,吸收带边红移,可见光吸... 详细信息

采用机械混合/热处理的方法制备了具有异质结结构的bi4ti3o12/g-C3N4复合光催化剂,利用XRD、SEM及UVVis对所制备的复合光催化剂的结构与形貌进行了表征。结果表明,复合光催化剂中形成了异质结构,其禁带宽度减小,吸收带边红移,可见光吸收增加。以Rh B为目标污染物评价复合光催化剂的活性,考察了不同g-C3N4复合量对光催化剂反应活性的影响。结果表明,异质结型复合光催化剂的光催化活性明显优于单相bi4ti3o12;当g-C3N4的质量分数为20%时,其光催化性能最佳(90 min达92.8%),其表观反应常数为单相bi4ti3o12的4倍。复合光催化剂光催化活性提高的原因是bi4ti3o12与g-C3N4之间形成了异质结,显著降低了光生电子和空穴的复合几率。外加捕获剂的实验结果表明,复合光催化剂的主要活性基团为空穴(h+)与超氧自由基(·o2-)。

关键词： bi4ti3o12 g-C3N4 异质结光催化

bi4ti3o12及Na0.5bi0.5tio3铁电薄膜掺杂的制备工艺及性能研究

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Bi4Ti3O12及Na0.5Bi0.5TiO3铁电薄膜掺杂的制备工艺及性能研究

作者：李大吉烟台大学

学位级别：硕士

近二三十年来,以铁电存储器的应用为目标,人们广泛开展了铁电薄膜与半导体集成的研究。其中使用较多的存储材料Pbtio3,Pb(Zr,ti)o3, Pb(Mg,Nb)o3中Pbo的含量占居了60～70%,在制备和使用的过程中,给人类和环境带来严重危害;bi4ti3o12薄... 详细信息

近二三十年来,以铁电存储器的应用为目标,人们广泛开展了铁电薄膜与半导体集成的研究。其中使用较多的存储材料Pbtio3,Pb(Zr,ti)o3, Pb(Mg,Nb)o3中Pbo的含量占居了60～70%,在制备和使用的过程中,给人类和环境带来严重危害;bi4ti3o12薄膜在超过107次翻转后,会出现明显的疲劳现象。镧系元素掺杂钛酸铋((bi4-xAx)ti3o12)以其高剩余极化强度、良好的疲劳强度和介电响应快等优点成为近年来研究的热点。Na0.5bi0.5tio3与K0.5bi0.5tio3作为环境协调型材料也是近几年热门的无铅材料,属于生态环境材料。本文对掺Pr的bi4ti3o12薄膜、Na0.5bi0.5tio3薄膜及Na0.5bi0.5tio3-K0.5bi0.5tio3二元体系薄膜进行了工艺制备及性能研究。我们用金属有机溶液沉积法(MoSD)制备了bi4ti3o12、掺Pr的bi4ti3o12、Na0.5bi0.5tio3、(Na0.8K0.2)0.5bi0.5tio3 4种不同组分配比的薄膜。结构、形貌和电学性能表征包括热分析、红外光谱、XRD、扫描电镜、原子力显微镜,电滞回线、C-V曲线。我们的实验结果对铁电薄膜材料在非挥发存储器方面的实际应用有较为重要的价值。

关键词： bi4ti3o12 Na0.5bi0.5tio3 金属有机溶液沉积法(MoSD) 铁电性

烧结温度对Er掺杂bi4ti3o12陶瓷发光性能的影响

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陶瓷学报 2019年第6期40卷 805-809页

作者：万萍余峰骆雯琴孙丽何勇涛景德镇陶瓷大学江西景德镇333403 江西冠亿研磨股份有限公司江西奉新330700

近些年,稀土掺杂铋层状结构铁电体(BLSFs)的上转换发光引起了学术界广泛关注,特别是,以单晶、晶粒取向/织构陶瓷和玻璃陶瓷形式存在的可用性bi4ti3o12促进了对上转换(UC)发光的研究。采用固相法制备了bi4-0.05Er0.05ti3o12铋层状压电陶... 详细信息

近些年,稀土掺杂铋层状结构铁电体(BLSFs)的上转换发光引起了学术界广泛关注,特别是,以单晶、晶粒取向/织构陶瓷和玻璃陶瓷形式存在的可用性bi4ti3o12促进了对上转换(UC)发光的研究。采用固相法制备了bi4-0.05Er0.05ti3o12铋层状压电陶瓷,利用XRD粉末衍射,SEM扫描电镜和F-4500FL光度计研究了烧结温度对陶瓷样品的上转换发光性能的影响。研究发现,烧结温度分别为950℃,1000℃,1050℃,1100℃和1150℃的陶瓷样品均为单一的正交相。在一定烧结温度范围内,随着烧结温度升高,晶粒尺寸变大,层状特征越明显,气孔度显著降低,UC发光强度增强,而当烧结温度高于1150℃时,UC发光强度急剧下降,与高温加剧bi3+的挥发有关。

关键词：烧结温度上转换 bi4ti3o12