雖然電介質電容器具有充放電速度快和較好的穩(wěn)定性,但它的儲能密度比較小,導致在儲能方面的應用受到限制,因此制備出高儲能密度的電介質電容器吸引了研究人員的注意。鐵酸鉍(Bi Fe O₃)是一種在理論上具有高自發(fā)極化值的ABO₃型鈣鈦礦多鐵材料,但Bi Fe O₃主要存在兩個缺點:首先在燒結過程中,Bi2O₃的揮發(fā)導致Bi Fe O₃內(nèi)部氧空位濃度升高;其次由于Bi Fe O₃的形成能較小,不易合成,因此限制Bi Fe O₃陶瓷在儲能方面的應用。針對上述兩個問題,本論文通過采用摻雜改性方式調節(jié)Bi Fe O₃的極化行為,提高其飽和極化強度,其次在Bi Fe O₃中加入納米Ba Ti O₃以提高其儲能密度。利用第一性原理計算,分析Bi Fe O₃和Ba Ti O₃的電子結構及儲能機理。在Bi Fe O₃的A位中加...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題來源及研究的背景和意義
        1.1.1 課題來源
        1.1.2 課題研究背景和意義
    1.2 鐵酸鉍(BiFeO₃)基材料性能優(yōu)化
        1.2.1 A位與B位摻雜
        1.2.2 A/B位共摻雜
        1.2.3 與其他鈣鈦礦結構陶瓷形成固溶體或復合陶瓷
    1.3 鐵酸鉍(BiFeO₃)基材料儲能特性
        1.3.1 儲能原理
        1.3.2 介電性
        1.3.3 鐵酸鉍(BiFeO₃)基材料儲能研究現(xiàn)狀
    1.4 鈣鈦礦鐵電體的第一性原理計算
        1.4.1 純鈣鈦礦的第一性原理計算
        1.4.2 摻雜鈣鈦礦的第一性原理計算
    1.5 本論文的主要研究內(nèi)容
第2章 試驗材料與研究方法
    2.1 試驗材料及陶瓷制備
        2.1.1 試驗材料
        2.1.2 陶瓷的制備工藝
    2.2 陶瓷樣品結構與性能分析
        2.2.1 X射線衍射(XRD)分析
        2.2.2 掃描電子顯微鏡(SEM)分析
        2.2.3 鐵電性能測試
        2.2.4 介電性能測試
        2.2.5 阻抗譜測試分析
    2.3 第一性原理計算
第3章 鐵酸鉍基陶瓷的結構與性能研究
    3.1 Bi_0.9-x Nd_0.1Sm_x(Fe_0.99Ru_0.01)O₃陶瓷的微觀結構與鐵電性能
        3.1.1 Bi_0.9-x Nd_0.1Sm_x(Fe_0.99Ru_0.01)O₃陶瓷的相結構
        3.1.2 Bi_0.9-x Nd_0.1Sm_x(Fe_0.99Ru_0.01)O₃陶瓷的微觀結構
        3.1.3 Bi_0.9-x Nd_0.1Sm_x(Fe_0.99Ru_0.01)O₃陶瓷的鐵電性能
    3.2 (1-x)Bi_0.88Nd_0.1Sm_0.02FeO₃- x BaTiO₃陶瓷的微觀結構
        3.2.1 (1-x)Bi_0.88Nd_0.1Sm_0.02FeO₃- x BaTiO₃陶瓷的相結構
        3.2.2 (1-x)Bi_0.88Nd_0.1Sm_0.02FeO₃-xBaTiO₃陶瓷的微觀結構
    3.3 本章小結
第4章 鐵酸鉍基陶瓷的電學性能及儲能特性
    4.1 (1-x)Bi_0.88Nd_0.1Sm_0.02FeO₃-xBaTiO₃陶瓷的電學性能
        4.1.1 (1-x)Bi_0.88Nd_0.1Sm_0.02FeO₃-xBaTiO₃陶瓷的阻抗分析
        4.1.2 (1-x)Bi_0.88Nd_0.1Sm_0.02FeO₃-xBaTiO₃陶瓷的鐵電性能
        4.1.3 (1-x)Bi_0.88Nd_0.1Sm_0.02FeO₃-xBaTiO₃陶瓷的介電性能
    4.2 0.5Bi_0.88Nd_0.1Sm_0.02FeO₃–0.5BaTiO₃陶瓷的儲能性能
    4.3 本章小結
第5章 鐵酸鉍基陶瓷的第一性原理計算
    5.1 BaTiO₃晶體的本征結構和電子結構
        5.1.1 BaTiO₃晶體收斂性測試
        5.1.2 BaTiO₃晶體的能帶結構與態(tài)密度
    5.2 BiFeO₃晶體的本征結構和電子結構
        5.2.1 BiFeO₃晶體的收斂性測試
        5.2.2 BiFeO₃晶體的能帶結構與態(tài)密度
    5.3 晶胞形成能的計算
        5.3.1 BiFeO₃晶體的形成能
        5.3.2 BaTiO₃晶體的形成能
    5.4 納米BaTiO₃含量對BiFeO₃-BaTiO₃的影響
    5.5 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝



本文編號：3862080