人工晶体学报

作者：黄江峰, 王涛, 王凤华, 何志兴, 陈哲, 黄音博, 吴文娟

单位：成都信息工程大学光电工程学院,成都 610225

关键词：BaTiO3基陶瓷,(Sr0.7Bi0.2)TiO3,固相法,弛豫铁电体,介质电容器,介电性能,铁电性能,储能,

基金：四川省科技计划(2021YJ0560);四川省大学生创新创业训练计划(202010621100)

钛酸钡(BaTiO3)陶瓷作为传统的介质电容器材料,其强铁电性会导致储能密度低下,但通过掺杂可以削弱铁电性来获得弛豫铁电体,提高储能性能。利用铋系化合物可增强弛豫特性,本文设计了BiScO3和(Sr0.7Bi0.2)TiO3取代改性的BaTiO3基三元陶瓷材料: (0.99-x)Ba(Zr0.1Ti0.9)O3-x(Sr0.7Bi0.2)TiO3-0.01BiScO3(缩写为BZT-xSBT-BS)。采用传统固相法制备的BZT-xSBT-BS陶瓷,相结构没有因为掺杂发生改变,在室温下均为纯的三方相钙钛矿结构。介电和铁电的测试与分析表明,BZT-xSBT-BS陶瓷具有典型的弛豫铁电特性。由于不等价离子Sr2+、Bi3+的掺杂导致界面松弛极化,可以增大BZT-xSBT-BS陶瓷的介电常数,但是受制于其慢的响应速度,陶瓷的介电损耗也显著增加。适量(Sr0.7Bi0.2)TiO3可以提升BZT-xSBT-BS陶瓷的介电、铁电、应变和储能性能,x=0.015时的BZT-xSBT-BS陶瓷的综合性能较优:εr~10 372,tanδ~0.019,Pmax=16.42 μC/cm2,Ec=1.41 kV/cm,S+max=0.12%(@40 kV/cm),WD=0.181 J/cm3,η=80.4%(@60 kV/cm)。

来源：2022年第3期

《人工晶体学报》期刊编辑部

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