新型電容器介電陶瓷儲能材料

第1章電介質電容器與介電儲能材料
1.1引言001
1.2電介質電容器及應用003
1.2.1物理儲能電容器003
1.2.2儲能電容器的應用005
1.3電介質儲能材料007
1.3.1按材質類型分類007
1.3.2按極化類型分類009
1.4儲能密度的測試方法010
1.5影響電介質電容器性能的因素011
1.5.1影響儲能密度的關鍵因素011
1.5.2固體電介質的擊穿行為013
參考文獻016

第2章介電微晶玻璃和陶瓷儲能材料
2.1微晶玻璃概述018
2.1.1微晶玻璃的制備方法019
2.1.2玻璃的析晶原理020
2.1.3微晶玻璃的晶體生長022
2.1.4制造微晶玻璃常用的晶核劑及特點023
2.2介電儲能微晶玻璃材料的研究進展024
2.2.1鈦酸鹽體系儲能微晶玻璃024
2.2.2鈮酸鹽體系儲能微晶玻璃025
2.3影響微晶玻璃材料儲能性能的因素027
2.3.1微觀結構027
2.3.2樣品厚度028
2.3.3測試條件028
2.3.4界面極化029
2.4無鉛儲能陶瓷材料030
2.4.1無鉛儲能陶瓷材料簡介030
2.4.2無鉛儲能陶瓷材料的制備033
2.4.3BNT基無鉛儲能陶瓷的研究進展036
2.4.4影響陶瓷儲能性能的因素040
參考文獻043

第3章電介質儲能材料結構與性能表征
3.1電學性能050
3.1.1介電性能050
3.1.2鐵電性能050
3.1.3擊穿強度與韋伯分布051
3.1.4體積電阻率051
3.1.5交流阻抗譜051
3.1.6充放電性能052
3.1.7交直流電阻052
3.2差熱分析(DTA)052
3.3物相分析(XRD)053
3.4結構分析(SEM)054
參考文獻054

第4章SrO-BaO-Nb2O5-B2O3-SiO2微晶玻璃制備和性能
4.1引言055
4.2添加CeO2微晶玻璃的制備和性能055
4.2.1CeO2對玻璃析晶動力學的影響056
4.2.2CeO2對微晶玻璃相組成和微觀結構的影響059
4.2.3CeO2對微晶玻璃介電性能的影響061
4.2.4CeO2對微晶玻璃擊穿強度的影響062
4.2.5CeO2對微晶玻璃電滯回線的影響063
4.2.6CeO2對微晶玻璃儲能密度的影響064
4.3添加BaF2微晶玻璃的制備和性能065
4.3.1BaF2對玻璃析晶動力學的影響065
4.3.2BaF2對微晶玻璃微觀結構的影響068
4.3.3BaF2對微晶玻璃介電性能的影響069
4.3.4BaF2對微晶玻璃擊穿強度的影響070
4.3.5BaF2對微晶玻璃電滯回線及儲能密度的影響071
4.4電極結構對微晶玻璃儲能密度的影響071
4.4.1電極結構的設計071
4.4.2電極/微晶玻璃界面顯微結構分析073
4.4.3電性能分析073
參考文獻074

第5章SrO-BaO-Nb2O5-B2O3微晶玻璃制備和性能
5.1引言076
5.2微晶玻璃的制備076
5.3熱處理溫度對微晶玻璃結構和性能的影響077
5.3.1玻璃的DTA分析077
5.3.2熱處理溫度對微晶玻璃相組成的影響078
5.3.3熱處理溫度對微晶玻璃微觀組織的影響078
5.3.4熱處理溫度對微晶玻璃介電性能的影響078
5.4Sr/Ba比對微晶玻璃結構和性能的影響080
5.4.1Sr/Ba比對微晶玻璃微觀結構的影響080
5.4.2Sr/Ba比對微晶玻璃介電性能的影響082
5.4.3Sr/Ba比對微晶玻璃擊穿強度的影響082
5.4.4Sr/Ba比對微晶玻璃鐵電性能的影響082
5.4.5Sr/Ba比對微晶玻璃儲能密度的影響084
5.5添加Gd2O3對微晶玻璃結構和性能的影響084
5.5.1添加Gd2O3微晶玻璃的制備084
5.5.2微晶玻璃的DTA分析085
5.5.3微晶玻璃的物相分析085
5.5.4微晶玻璃的SEM分析086
5.5.5介電性能分析087
5.5.6擊穿強度分析088
5.5.7鐵電性能分析089
參考文獻090

第6章(La2O3,Sm2O3)-SrO-BaO-Nb2O5-B2O3-ZnO微晶玻璃的制備和性能
6.1引言092
6.2基礎玻璃的制備092
6.3微晶玻璃的結構和性能表征093
6.3.1熱處理溫度的確定093
6.3.2物相分析094
6.3.3稀土氧化物含量對微晶玻璃顯微組織的影響096
6.3.4稀土氧化物含量對微晶玻璃介電性能的影響098
6.3.5稀土氧化物對擊穿強度的影響098
6.3.6稀土氧化物微晶玻璃的阻抗譜分析099
6.3.7稀土氧化物含量對鐵電性能的影響101
6.3.8稀土氧化物含量對微晶玻璃儲能性能的影響103
參考文獻107

第7章SrO-BaO-Nb2O5-B2O3-P2O5微晶玻璃的制備和性能
7.1引言108
7.2微晶玻璃的制備108
7.3P2O5對微晶玻璃相組成及顯微結構的影響109
7.3.1P2O5對微晶玻璃相組成的影響109
7.3.2P2O5對微晶玻璃顯微結構的影響110
7.4P2O5對微晶玻璃電性能的影響111
7.4.1P2O5對微晶玻璃介電性能的影響111
7.4.2P2O5對微晶玻璃擊穿性能的影響111
7.4.3微晶玻璃的阻抗譜分析112
7.4.4P2O5對微晶玻璃鐵電性能的影響113
7.4.5P2O5對微晶玻璃儲能性能的影響114
參考文獻116

第8章單離子摻雜的BNT-BT陶瓷結構、鐵電和儲能性能
8.1引言117
8.2儲能陶瓷的制備118
8.3La、Zr摻雜對BNT-BT陶瓷結構和性能的影響120
8.3.1La、Zr摻雜對BNT-BT陶瓷相組成的影響120
8.3.2La、Zr摻雜對BNT-BT陶瓷顯微結構的影響121
8.3.3La、Zr摻雜對BNT-BT陶瓷鐵電性能的影響123
8.3.4La、Zr摻雜對BNT-BT陶瓷儲能性能的影響126
8.3.5La、Zr摻雜對BNT-BT陶瓷介電性能的影響128
8.3.6La、Zr摻雜對BNT-BT陶瓷阻抗性能的影響131
8.3.7La、Zr摻雜對BNT-BT陶瓷電導率的影響132
8.4Sm、Hf摻雜對BNT-BT陶瓷結構和性能的影響133
8.4.1Sm、Hf摻雜對BNT-BT陶瓷相組成的影響133
8.4.2Sm、Hf摻雜對BNT-BT陶瓷顯微結構的影響134
8.4.3Sm、Hf摻雜對BNT-BT陶瓷鐵電性能的影響136
8.4.4Sm、Hf摻雜對BNT-BT陶瓷儲能性能的影響139
8.4.5Sm、Hf摻雜對BNT-BT陶瓷介電性能的影響140
8.4.6Sm、Hf摻雜對BNT-BT陶瓷阻抗性能的影響142
8.4.7Sm、Hf摻雜對BNT-BT陶瓷電導率的影響142
8.5硝酸鹽摻雜對BNT-BT陶瓷結構和性能的影響144
8.5.1硝酸鹽摻雜對BNT-BT陶瓷相結構、微觀結構的影響144
8.5.2硝酸鹽摻雜對BNT-BT陶瓷鐵電與儲能性能的影響147
8.5.3硝酸鹽摻雜對BNT-BT陶瓷電導率和阻抗的影響149
8.6Bi/Na比對BNT-BT陶瓷結構和性能的影響152
8.6.1Bi/Na比對BNT-BT陶瓷相結構、微觀結構的影響153
8.6.2Bi/Na比對BNT-BT陶瓷鐵電與儲能性能的影響154
8.6.3Bi/Na比對BNT-BT陶瓷介電性能的影響155
參考文獻157

第9章復合離子摻雜的BNT-BKT陶瓷結構、鐵電和儲能性能
9.1引言159
9.2陶瓷的制備160
9.3(Al0.5Nb0.5)4+復合離子對BNT-BKT陶瓷結構和性能的影響160
9.3.1(Al0.5Nb0.5)4+復合離子對BNT-BKT陶瓷相組成的影響160
9.3.2(Al0.5Nb0.5)4+復合離子對BNT-BKT陶瓷顯微結構的影響161
9.3.3(Al0.5Nb0.5)4+復合離子對BNT-BKT陶瓷鐵電性能的影響162
9.3.4(Al0.5Nb0.5)4+復合離子對BNT-BKT陶瓷儲能性能的影響163
9.3.5(Al0.5Nb0.5)4+復合離子對BNT-BKT陶瓷介電性能的影響164
9.3.6(Al0.5Nb0.5)4+復合離子對BNT-BKT陶瓷阻抗性能的影響165
9.4(Mg1/3Nb2/3)4+復合離子對BNT-BKT陶瓷結構和性能的影響167
9.4.1(Mg1/3Nb2/3)4+復合離子對BNT-BKT陶瓷相組成的影響167
9.4.2(Mg1/3Nb2/3)4+復合離子對BNT-BKT陶瓷顯微結構的影響168
9.4.3(Mg1/3Nb2/3)4+復合離子對BNT-BKT陶瓷鐵電性能的影響169
9.4.4(Mg1/3Nb2/3)4+復合離子對BNT-BKT陶瓷儲能性能的影響169
9.4.5(Mg1/3Nb2/3)4+復合離子對BNT-BKT陶瓷介電性能的影響171
9.5(Sr1/3Nb2/3)4+復合離子對BNT-BKT陶瓷結構和性能的影響173
9.5.1(Sr1/3Nb2/3)4+復合離子對BNT-BKT陶瓷相組成的影響173
9.5.2(Sr1/3Nb2/3)4+復合離子對BNT-BKT陶瓷顯微結構的影響175
9.5.3(Sr1/3Nb2/3)4+復合離子對BNT-BKT陶瓷鐵電和儲能性能的影響175
9.5.4(Sr1/3Nb2/3)4+復合離子對BNT-BKT陶瓷介電性能的影響179
9.6(Fe1/4Sc1/4Nb1/2)4+復合離子對BNT-BKT陶瓷結構和性能的影響181
9.6.1(Fe1/4Sc1/4Nb1/2)4+復合離子對BNT-BKT陶瓷相組成的影響181
9.6.2(Fe1/4Sc1/4Nb1/2)4+復合離子對BNT-BKT陶瓷顯微結構的影響182
9.6.3(Fe1/4Sc1/4Nb1/2)4+復合離子對BNT-BKT陶瓷鐵電性能的影響184
9.6.4(Fe1/4Sc1/4Nb1/2)4+復合離子對BNT-BKT陶瓷儲能性能的影響185
9.6.5(Fe1/4Sc1/4Nb1/2)4+復合離子對BNT-BKT陶瓷介電性能的影響186
參考文獻187

第10章反鐵電組元調控BNT基陶瓷結構、鐵電和儲能性能
10.1引言189
10.2儲能陶瓷的制備190
10.3Cs2Nb4O11對BNT-BKT陶瓷結構和性能的影響190
10.3.1Cs2Nb4O11對BNT-BKT陶瓷相組成的影響190
10.3.2Cs2Nb4O11對BNT-BKT陶瓷顯微結構的影響192
10.3.3Cs2Nb4O11對BNT-BKT陶瓷鐵電性能的影響193
10.3.4Cs2Nb4O11對BNT-BKT陶瓷儲能性能的影響195
10.3.5Cs2Nb4O11對BNT-BKT陶瓷應變性能的影響195
10.3.6Cs2Nb4O11對BNT-BKT陶瓷介電性能的影響197
10.4Cs2Nb4O11對BNT-BT陶瓷結構和性能的影響199
10.4.1Cs2Nb4O11對BNT-BT陶瓷相組成的影響199
10.4.2Cs2Nb4O11對BNT-BT陶瓷顯微結構的影響199
10.4.3Cs2Nb4O11對BNT-BT陶瓷鐵電性能的影響201
10.4.4Cs2Nb4O11對BNT-BT陶瓷儲能性能的影響203
10.4.5Cs2Nb4O11對BNT-BT陶瓷應變性能的影響203
10.4.6Cs2Nb4O11對BNT-BT陶瓷介電性能的影響204
10.5Ca0.3Sr0.7TiO3對BNT-BT陶瓷結構和性能的影響205
10.5.1Ca0.3Sr0.7TiO3對BNT-BT陶瓷相組成的影響205
10.5.2Ca0.3Sr0.7TiO3對BNT-BT陶瓷顯微結構的影響206
10.5.3Ca0.3Sr0.7TiO3對BNT-BT陶瓷鐵電性能的影響207
10.5.4Ca0.3Sr0.7TiO3對BNT-BT陶瓷儲能性能的影響209
10.5.5Ca0.3Sr0.7TiO3對BNT-BT陶瓷應變性能的影響210
10.5.6Ca0.3Sr0.7TiO3對BNT-BT陶瓷介電性能的影響212
10.6Ca0.3Sr0.7TiO3對BNT-BKT陶瓷結構和性能的影響214
10.6.1Ca0.3Sr0.7TiO3對BNT-BKT陶瓷相組成的影響214
10.6.2Ca0.3Sr0.7TiO3對BNT-BKT陶瓷顯微結構的影響214
10.6.3Ca0.3Sr0.7TiO3對BNT-BKT陶瓷鐵電性能的影響215
10.6.4Ca0.3Sr0.7TiO3對BNT-BKT陶瓷儲能性能的影響217
10.6.5Ca0.3Sr0.7TiO3對BNT-BKT陶瓷應變性能的影響218
10.6.6Ca0.3Sr0.7TiO3對BNT-BKT陶瓷介電性能的影響220
參考文獻221