鈦酸鍶鋇/氧化鋯陶瓷電容器的制備及其電性能研究
發(fā)布時間：2021-01-31 12:28
電介質(zhì)陶瓷電容器具有充放電速度快、功率密度高、安全可靠和抗循環(huán)老化能力強的特點,但是儲能密度低、儲能效率低限制著其應(yīng)用性。本論文采用溶膠-凝膠法和草酸鹽沉淀法制備了不同比例的鈦酸鍶鋇（BST）/氧化鋯（ZrO2）復合粉體及陶瓷,n（BST）/n（ZrO2）比分別為4/1、8/1、12/1、16/1、20/1和24/1,研究了BST粉體不同球磨時間對BST/ZrO2陶瓷物相、形貌和介電性能的影響,對比研究了兩步燒結(jié)法、傳統(tǒng)燒結(jié)法和埋粉燒結(jié)法對不同組分BST/ZrO2陶瓷的物相、形貌、介電和儲能特性的影響。主要工作如下:首先,采用溶膠-凝膠法制備了鈣鈦礦相的BST粉體并利用球磨工藝進一步細化了BST粉體,研究了聚乙二醇400含量對BST顆粒在溶液中分散性的影響,確定了1.2wt%為最佳用量;采用草酸鹽沉淀法制備了四方相的氧化鋯粉體,采用改進的草酸鹽沉淀法制備了不同n（BST）/n（ZrO2）的BST/ZrO2復合粉體,物相分析和EDS mapping分析結(jié)果表...
【文章來源】：西北大學陜西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】：87 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
電容器充電原理圖
（a） （b） （c）圖1-2 線性電介質(zhì)、鐵電電介質(zhì)和反鐵電電介質(zhì)材料的電滯回線圖如圖1-2（a）所示，線性電介質(zhì)材料的極化強度與電場是線性關(guān)系，其極化強度和電場滿足關(guān)系： = 0 （1.7）其放電過程不存在能量損耗，儲能效率幾乎為100%，將上式帶入式（1.6）得線性電介質(zhì)材料的儲能密度 =12 0 2（1.8）由上式可知線性電介質(zhì)的儲能密度與介電常數(shù)和擊穿場強的平方成正比。最近幾年研究比較廣泛的線性電介質(zhì)材料主要包括TiO2[18, 19]、SrTiO3[20, 21]、CaTiO3[22, 23]等，它們的耐電壓特性一般比較優(yōu)良，但其介電常數(shù)較低。如圖1-2（b）、（c）所示鐵電材料和反鐵電材料的極化強度隨電場的變化呈非線性關(guān)系。當電容器充電時，兩端施加的電場0從增加到Emax，極化強度也從變化0到Pmax, 充電能量密度 = ∫ 0（1.9）放電時電場強度的值從Emax降低到0時
1.3 鈦酸鍶鋇的性質(zhì)及其研究現(xiàn)狀1.3.1 鈦酸鍶鋇的晶體結(jié)構(gòu)圖1-3 鈦酸鍶鋇晶體結(jié)構(gòu)示意圖鈦酸鋇和鈦酸鍶都是ABO3型鈣鈦礦結(jié)構(gòu)化合物，具有優(yōu)良的介電性能。其中鈦酸鋇為典型的鐵電體，隨溫度變化它會發(fā)生五個相變，其常溫下為鐵電相，居里溫度為120℃介電常數(shù)較高。鈦酸鍶[73, 74]室溫下是順電相，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，居里溫度為-250℃，介電損耗低，耐電壓強度較高[71]。鈦酸鋇和鈦酸鍶可以形成無限固溶體鈦酸鍶鋇（Ba1-xSrxTiO3），
【參考文獻】：
期刊論文
[1]儲能用無鉛鐵電陶瓷介質(zhì)材料研究進展[J]. 張光祖,趙陽陽,許積文,姜勝林. 現(xiàn)代技術(shù)陶瓷. 2018(04)
[2]ZrO2摻雜對BaTiO3陶瓷結(jié)構(gòu)和介電性能的影響[J]. 鄭玉,王森,趙青,張卓,陳祺. 中國陶瓷工業(yè). 2017(02)
[3]氧化鋯摻雜BaTiO3陶瓷顯微結(jié)構(gòu)和介電性能研究[J]. 焦更生,盧國鋒,李桂. 材料導報. 2014(08)
[4]埋粉燒結(jié)對BaTiO3陶瓷性能的影響[J]. 張文峰,燕青芝,宿新泰,葛昌純. 硅酸鹽通報. 2006(01)
[5]氮化硅粉體的行星式球磨工藝研究[J]. 黃智勇,王翔,劉學建,黃莉萍,張培志,陳曉陽. 陶瓷科學與藝術(shù). 2003(06)
碩士論文
[1]鈦酸鍶鋇/氧化鋯復合材料制備及其性能研究[D]. 劉艷秋.西北大學 2017
[2]鋯鈦酸鍶鋇陶瓷成分調(diào)制與電學性能研究[D]. 李垚.山東大學 2017
[3]放電等離子體燒結(jié)制備高儲能密度鈦酸鍶鋇/氧化鋁復相陶瓷[D]. 蔣小超.浙江大學 2017
[4]儲能用陶瓷與聚合物復合材料性能研究[D]. 付靖.北京工業(yè)大學 2016
[5]鈦酸鍶鋇(Ba1-xSrxTiO3)高介電陶瓷的制備及性能研究[D]. 張娟.江蘇大學 2016
[6](1-x)BaTiO3-xBiYO3介電陶瓷儲能特性的研究[D]. 姚宗影.電子科技大學 2016
[7]放電等離子燒結(jié)法制備高儲能密度的鈦酸鍶鋇基陶瓷[D]. 邱維君.浙江大學 2016
[8]SiO2包覆BaTiO3粉體及其對陶瓷材料儲能特性的影響[D]. 張益鳴.武漢理工大學 2015
[9]鈦酸鍶鋇儲能陶瓷的低溫燒結(jié)和介電性能研究[D]. 汪羽.景德鎮(zhèn)陶瓷學院 2015
[10]微波水熱合成鈦酸鋇納米粉體[D]. 羅昆鵬.西安科技大學 2009
本文編號：3010870
【文章來源】：西北大學陜西省 211工程院校
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【學位級別】：碩士
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電容器充電原理圖
（a） （b） （c）圖1-2 線性電介質(zhì)、鐵電電介質(zhì)和反鐵電電介質(zhì)材料的電滯回線圖如圖1-2（a）所示，線性電介質(zhì)材料的極化強度與電場是線性關(guān)系，其極化強度和電場滿足關(guān)系： = 0 （1.7）其放電過程不存在能量損耗，儲能效率幾乎為100%，將上式帶入式（1.6）得線性電介質(zhì)材料的儲能密度 =12 0 2（1.8）由上式可知線性電介質(zhì)的儲能密度與介電常數(shù)和擊穿場強的平方成正比。最近幾年研究比較廣泛的線性電介質(zhì)材料主要包括TiO2[18, 19]、SrTiO3[20, 21]、CaTiO3[22, 23]等，它們的耐電壓特性一般比較優(yōu)良，但其介電常數(shù)較低。如圖1-2（b）、（c）所示鐵電材料和反鐵電材料的極化強度隨電場的變化呈非線性關(guān)系。當電容器充電時，兩端施加的電場0從增加到Emax，極化強度也從變化0到Pmax, 充電能量密度 = ∫ 0（1.9）放電時電場強度的值從Emax降低到0時
1.3 鈦酸鍶鋇的性質(zhì)及其研究現(xiàn)狀1.3.1 鈦酸鍶鋇的晶體結(jié)構(gòu)圖1-3 鈦酸鍶鋇晶體結(jié)構(gòu)示意圖鈦酸鋇和鈦酸鍶都是ABO3型鈣鈦礦結(jié)構(gòu)化合物，具有優(yōu)良的介電性能。其中鈦酸鋇為典型的鐵電體，隨溫度變化它會發(fā)生五個相變，其常溫下為鐵電相，居里溫度為120℃介電常數(shù)較高。鈦酸鍶[73, 74]室溫下是順電相，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，居里溫度為-250℃，介電損耗低，耐電壓強度較高[71]。鈦酸鋇和鈦酸鍶可以形成無限固溶體鈦酸鍶鋇（Ba1-xSrxTiO3），
【參考文獻】：
期刊論文
[1]儲能用無鉛鐵電陶瓷介質(zhì)材料研究進展[J]. 張光祖,趙陽陽,許積文,姜勝林. 現(xiàn)代技術(shù)陶瓷. 2018(04)
[2]ZrO2摻雜對BaTiO3陶瓷結(jié)構(gòu)和介電性能的影響[J]. 鄭玉,王森,趙青,張卓,陳祺. 中國陶瓷工業(yè). 2017(02)
[3]氧化鋯摻雜BaTiO3陶瓷顯微結(jié)構(gòu)和介電性能研究[J]. 焦更生,盧國鋒,李桂. 材料導報. 2014(08)
[4]埋粉燒結(jié)對BaTiO3陶瓷性能的影響[J]. 張文峰,燕青芝,宿新泰,葛昌純. 硅酸鹽通報. 2006(01)
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碩士論文
[1]鈦酸鍶鋇/氧化鋯復合材料制備及其性能研究[D]. 劉艷秋.西北大學 2017
[2]鋯鈦酸鍶鋇陶瓷成分調(diào)制與電學性能研究[D]. 李垚.山東大學 2017
[3]放電等離子體燒結(jié)制備高儲能密度鈦酸鍶鋇/氧化鋁復相陶瓷[D]. 蔣小超.浙江大學 2017
[4]儲能用陶瓷與聚合物復合材料性能研究[D]. 付靖.北京工業(yè)大學 2016
[5]鈦酸鍶鋇(Ba1-xSrxTiO3)高介電陶瓷的制備及性能研究[D]. 張娟.江蘇大學 2016
[6](1-x)BaTiO3-xBiYO3介電陶瓷儲能特性的研究[D]. 姚宗影.電子科技大學 2016
[7]放電等離子燒結(jié)法制備高儲能密度的鈦酸鍶鋇基陶瓷[D]. 邱維君.浙江大學 2016
[8]SiO2包覆BaTiO3粉體及其對陶瓷材料儲能特性的影響[D]. 張益鳴.武漢理工大學 2015
[9]鈦酸鍶鋇儲能陶瓷的低溫燒結(jié)和介電性能研究[D]. 汪羽.景德鎮(zhèn)陶瓷學院 2015
[10]微波水熱合成鈦酸鋇納米粉體[D]. 羅昆鵬.西安科技大學 2009
本文編號：3010870
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