雖然電介質(zhì)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(dǎo)致在儲能方面的應(yīng)用受到限制,因此制備出高儲能密度的電介質(zhì)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(gè)缺點(diǎn):首先在燒結(jié)過程中,Bi2O₃的揮發(fā)導(dǎo)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(yīng)用。針對上述兩個(gè)問題,本論文通過采用摻雜改性方式調(diào)節(jié)Bi Fe O₃的極化行為,提高其飽和極化強(qiáng)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(jì)算,分析Bi Fe O₃和Ba Ti O₃的電子結(jié)構(gòu)及儲能機(jī)理。在Bi Fe O₃的A位中加...

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)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(jié)構(gòu)陶瓷形成固溶體或復(fù)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(jì)算
        1.4.1 純鈣鈦礦的第一性原理計(jì)算
        1.4.2 摻雜鈣鈦礦的第一性原理計(jì)算
    1.5 本論文的主要研究內(nèi)容
第2章 試驗(yàn)材料與研究方法
    2.1 試驗(yàn)材料及陶瓷制備
        2.1.1 試驗(yàn)材料
        2.1.2 陶瓷的制備工藝
    2.2 陶瓷樣品結(jié)構(gòu)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(jì)算
第3章 鐵酸鉍基陶瓷的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)
        3.1.2 Bi_0.9-x Nd_0.1Sm_x(Fe_0.99Ru_0.01)O₃陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)
        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(jié)構(gòu)
        3.2.1 (1-x)Bi_0.88Nd_0.1Sm_0.02FeO₃- x BaTiO₃陶瓷的相結(jié)構(gòu)
        3.2.2 (1-x)Bi_0.88Nd_0.1Sm_0.02FeO₃-xBaTiO₃陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)
    3.3 本章小結(jié)
第4章 鐵酸鉍基陶瓷的電學(xué)性能及儲能特性
    4.1 (1-x)Bi_0.88Nd_0.1Sm_0.02FeO₃-xBaTiO₃陶瓷的電學(xué)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(jié)
第5章 鐵酸鉍基陶瓷的第一性原理計(jì)算
    5.1 BaTiO₃晶體的本征結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)
        5.1.1 BaTiO₃晶體收斂性測試
        5.1.2 BaTiO₃晶體的能帶結(jié)構(gòu)與態(tài)密度
    5.2 BiFeO₃晶體的本征結(jié)構(gòu)和電子結(jié)構(gòu)
        5.2.1 BiFeO₃晶體的收斂性測試
        5.2.2 BiFeO₃晶體的能帶結(jié)構(gòu)與態(tài)密度
    5.3 晶胞形成能的計(jì)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(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果
致謝



本文編號：3862080