一、反铁电陶瓷PLZST纳米粉的制备研究（论文文献综述）
唐昕雅[1]（2021）在《铌酸钠基无铅反铁电陶瓷的制备及电学性能研究》文中研究说明电介质电容器具有充放电速率快、功率密度高和温度稳定性好等优点,在新能源汽车、医疗激光和军事工业等领域有广泛的应用。随着5G技术不断发展,电子元器件逐渐趋于薄型化、多元化和小型化,对电介质电容器的储能密度提出了更高的要求。铌酸钠（NaNbO3,简称NN）具有高居里温度和高极化强度,是极具有前景的无铅反铁电储能材料。然而,纯NN陶瓷存在较大的剩余极化强度,难以获得高的储能密度。此外,采用传统的高温烧结技术容易引起晶粒尺寸粗大,削弱其电学性能,并造成大量的能源损耗。因此,如何进一步提升NN陶瓷的储能密度并降低其烧结温度成为目前研究的重点。本文以NN陶瓷为研究对象,一方面通过组分和微观结构的调控,实现储能密度的提高;另一方面,探索NN陶瓷的冷烧结制备技术,研究低温烧结对其微观结构和电学性能的影响。（1）采用降低体系容忍因子的调控策略,在NN体系中引入Ca Zr O3（简称CZ）,降低剩余极化强度。研究结果表明,一定量的CZ可以进入NN晶格,有效稳定反铁电相。同时,少量第二相Zr O2附着在晶界边缘,可以作为晶粒生长抑制剂,起到细化晶粒的效果,使晶粒尺寸从5.35μm降低至2.82μm。当CZ含量为14 mol%时,可获得最高电场为370 k V/cm、可逆储能密度为3.0 J/cm3和储能效率为85.3%,此外,还表现出良好的温度和频率稳定性。上述结果表明,CZ掺杂的NN陶瓷是十分具有潜力的无铅电介质储能材料。（2）以0.86NaNbO3-0.14Ca Zr O3组分为研究对象,引入Mn O2作为助烧剂在高温时形成液相,以促进陶瓷烧结,并对其微观结构和储能性能进行了系统性地研究。研究结果表明,Mn O2没有改变陶瓷的晶体结构,但可以显着降低烧结温度、提高致密度和降低漏电流。其中最优组分Mn O2含量为0.50 mol%和最高击穿电场为430 k V/cm时,可获得优异的储能性能（可逆储能密度为3.6 J/cm3和储能效率为91.9%）,为提高无铅电介质材料的储能特性提供了研究思路。（3）为解决NN陶瓷高温烧结引起的Na元素挥发和晶粒粗大等问题,采用冷烧结技术制备了高质量的NN陶瓷,并对其相结构、微观结构和电学性能进行了系统性地研究。研究结果表明,陶瓷胚体经过冷烧结后的密度为92.6%,在1230℃后期热处理后可获得的高致密陶瓷具有96.9%的相对密度和3.65μm的晶粒尺寸。而传统固相烧结在1300℃的条件下制备的NN陶瓷获得的相对密度为93.5%,晶粒尺寸为6.95μm。此外,通过冷烧结和1245℃的后期热处理工艺下制备的NN陶瓷的极化强度高达34.2μC/cm2。
张苗苗[2]（2021）在《铅基铁电薄膜的电卡及储能效应研究》文中进行了进一步梳理铁电/反铁电薄膜在芯片级电卡制冷领域具有潜在的应用前景,对于解决集成电路中微电子器件的散热问题具有重要的科学意义。此外,由于其具有高的功率密度、快的放电速率、稳定的储能特性、长的循环寿命及绿色环保等特点,还可广泛应用于先进电磁脉冲武器、高功率雷达、关键医疗器件、新能源汽车等领域。本论文利用溶胶凝胶法在Nb掺杂SrTiO3（STO）单晶衬底上制备了 BiFeO3和La共掺杂的Pb(Zr0.70Ti0.30)O3外延级铁电薄膜,系统研究了取向对其电卡制冷与储能效应的影响;在LaNiO3和Pt（111）/TiOx/SiO2/Si（100）复合衬底上制备了 Nb 掺杂的 Pb(Zr0.65Sn0.3Ti0.05)O3弛豫反铁电薄膜,系统分析了频率对其电卡制冷与储能效应的影响。研究结果表明:（1）利用sol-gel技术成功的在Nb掺杂的SrTiO3（STO）单晶衬底上制备出了高质量的BiFeO3和La共掺杂的PZT外延级铁电薄膜。通过衬底的取向调控,结合电场、应力场、温度场等的耦合发现沉积在（100）、（110）以及（111）取向衬底上的外延级薄膜中均获得了两个电卡制冷温度变化峰,一个位于室温附近,另一个位于其介电峰值温度附近。对于（111）取向的薄膜在室温附近的电卡效应比（100）以及（110）取向的薄膜要大,在1956 kV/cm的电场下其电卡制冷温度变化（ΔT）约20.6 K;相比之下,（100）和（110）取向的薄膜在介电峰值温度（Tm～375 K）附近则展现出更大的电卡制冷温度变化,在1852 kV/cm的电场下,（100）取向薄膜的ΔT约18.8 K,在1230 kV/cm的电场下,（110）取向薄膜的ΔT约20.8 K。当外加电场的方向由正变为负,（100）取向薄膜在Tm温度附近的ΔT将被显着提升至38.1 K。这一实验现象可归结于薄膜制备过程中因衬底与薄膜之间晶格失配产生的面外拉伸应变而导致的自我诱导极化作用。此外,三个取向薄膜均获得了较高的储能密度、较好的储能效率以及较高的温度稳定性。在约2200 kV/cm的电场下,其储能密度分别为 34.6 J/cm（100）、33.0 J/cm（110）和 28.6 J/cm（111）,其储能效率分别为 85%（100）、76%（110）和 66%（111）。对于薄膜的电卡制冷与储能效应,除了取向对其有重要影响之外,应用频率对薄膜性能的影响也不容忽视,因此:（2）利用宏观唯象统计模型得到了不同频率下偶极子对薄膜的介电响应的贡献,进而发现了频率变化对薄膜的电卡制冷效应有较大影响。在室温附近（～293 K）和10 kHz下,PZST反铁电薄膜获得了较大的正电卡效应,其ΔT和ΔS分别为13.3 K和-13.6 J/K·kg;在其介电峰值温度附近（～425 K）和100 Hz下,获得了一个较大的负电卡效应,其ΔT和ΔS分别为-5.8 K和4.5 J/K·kg。其正和负电卡效应温度变化绝对值对所施加的频率较为敏感,当频率增加时,其正电卡效应倾向于增加,而负电卡效应则倾向于降低。该现象主要归结于在[111]方向电场诱导作用下薄膜中的四方相向三方相的相转变以及缺陷偶极子的耦合作用。10 kHz下,其电卡制冷效率（COP）和电卡制冷强度（ΔT/ΔE）分别为～3.37和0.01 K·cm/kV。此外,在电场约为2159 kV/cm时,在100 Hz、1 kHz和10 kHz三个频率下,其储能密度分别为～15.7 J/cm3、～16.3 J/cm3和～17.0 J/cm3,储能效率分别为42%、48%和50%。
高雪莹[3]（2021）在《锆酸铅基陶瓷的制备及其储能性能研究》文中研究表明锆酸铅（PbZrO3）作为一种反铁电储能陶瓷材料,广泛应用于高功率电子、电器等领域。但由于固相烧结法制备的PbZrO3陶瓷烧结温度较高,铅易挥发等一系列因素,限制了其在储能电容器领域的广泛应用。因此优化制备工艺,能够在降低陶瓷烧结温度的同时又保持优良的储能性能,成为了目前研究的热点问题。本论文采用化学沉淀法成功制备了PbZrO3基纳米陶瓷粉体,系统研究了铅过量、离子掺杂（Ti、La和Ca离子）和保温时间对PbZrO3基陶瓷的晶体结构、微观形貌、介电性能和储能性能的影响。主要的研究内容和结果如下:采用化学沉淀法成功制备了PbZrO3纳米陶瓷粉体,研究发现,在KOH浓度为6mol/L,700℃煅烧2 h合成了结晶良好,粒径约为40 nm的PbZrO3陶瓷粉体;以此粉体在1150℃下烧结制备了PbZrO3陶瓷,其有效储能密度为0.25 J/cm3,烧结温度比固相反应法（1350℃）降低了200℃。为了抑制铅的挥发而提高PbZrO3陶瓷的有效储能密度,采用化学沉淀法制备了不同铅过量的PbZrO3纳米粉体,并以此粉体烧结制备了不同铅过量的PbZrO3陶瓷,研究发现,当铅过量10 mol%时,烧结温度为1150℃时保温2 h制得的陶瓷具有良好的储能性能:有效储能密度Wre=0.688 J/cm3,比铅不过量的PbZrO3陶瓷提高了244%,说明适当的铅过量可有效提高PbZrO3陶瓷的储能性能。为进一步提高PbZrO3陶瓷的储能性能,采用Ti、La和Ca离子掺杂制备了PbZrO3基陶瓷。研究发现,在KOH浓度为6mol/L,700℃下煅烧2h的条件下,分别合成了40nm的Ti、La和Ca掺杂的PbZrO3基纳米陶瓷粉体,以此粉体烧结制备了PbZrO3基陶瓷(Pb1-3y/2-zLayCaz)(Zr1-xTix)O3陶瓷。当x=0.04,y=0.02,z=0.02时,在1150℃保温10 h时烧结的(Pb0.95La0.02Ca0.02)(Zr0.96Ti0.04)O3陶瓷,有效储能密度Wre=1.78J/cm3,储能效率η=83%,比纯PbZrO3陶瓷分别提高了154%和14%。说明保温时间的延长、Ti、La和Ca离子的掺杂有效地提高了PbZrO3陶瓷的储能性能。
赵鹏飞[4]（2021）在《锆锡酸镧铅反铁电陶瓷储能和电卡效应的研究》文中研究说明本文以锆锡酸铅反铁电体作为研究对象,通过轴压法和流延法分别制备了块体陶瓷和厚膜陶瓷,对其储能特性、电卡效应和相变行为进行了研究。本文具体的研究工作和研究成果如下:（1）采用固相合成法合成了（Pb0.98La0.02）（ZrxSn1-x）0.995O3（PLZS）反铁电块体陶瓷。结果表明:锆离子的掺杂能降低转变电场,提高极化强度;介温测试表现出很宽的介温峰,这可能是由于随机分布的锡离子浓度导致的成分不均匀导致的多胞立方相造成的。介电常数随温度变化不大,表现出了良好的温度稳定性。在室温下的介温损耗较小,有利于其在高电场下的应用;室温下,锆离子为0.6 mol%的块体陶瓷的可回收能量密度（Wrec）为4.8J cm-3,能量效率为82.5%。通过采用Maxwell关系对绝热温变的计算,在383 K和20 MV m-1条件下,得到负电卡效应（ΔT=-10.2 K）;最后对其充放电电滞回线进行拟合,讨论了正常铁电体、弛豫型铁电体和反铁电体的充放电能量与电场的关系,获得了一个判据,即,放电能量密度Wd和外加电场E的关系符合,Wd～En,对于锆钛酸铅基的反铁电体,n>2;对于正常铁电体、驰豫型铁电体和铌酸银基的反铁电体,n<2。（2）通过流延法和两步烧结工艺制备了（Pb0.98La0.02）（ZrxSn1-x）0.995O3厚膜陶瓷。扫描电镜观察表明其结构致密,截面电镜标定其厚度约为50 μm。对各组分的厚膜陶瓷进行了电滞回线的测试,并调整烧结工艺,得到了室温下（Pb0.98La0.02）（Zr55Sn45）0.995O3厚膜陶瓷的最大击穿场强为52MV/m,充电储能密度为13.6J/cm3,放电储能密度为11.74J/cm3,储能效率为86.3%。最后讨论了高电场下相变行为和温度之间的关系,当温度较低时反铁电体的相变行为是AFE-FEⅠ-FEⅡ,当温度较高时,反铁电体的相变直接越过FEⅠ相,直接从AFE-FEⅡ。（3）通过改变掺杂的镧含量0.02 mol%、0.04 mol%、0.06 mol%和0.08 mol%,制备了不同镧含量的PLZS块体陶瓷,研究镧离子含量对PLZS块体陶瓷的储能性能的影响。研究结果表明:陶瓷晶粒尺寸随着镧离子含量的增加逐渐减小。对不同镧含量的块体陶瓷进行室温下的电滞回线的测试,发现随着镧含量的增加,PLZS陶瓷的击穿场强逐渐增加,极化强度逐渐减小。镧离子含量为0.06mol%时,具有极高的储能效率,此时的放电储能密度为3.5 J/cm3,储能效率高达92.1%。
吴瑞芳[5]（2021）在《铌酸银基无铅反铁电陶瓷的储能性能》文中认为随着能源、经济和社会的可持续发展,具有高储能性能的器件在医疗设备、便携式电子产品、航天器、脉冲电力系统等高端设备中的需求不断增长,介电电容器因其具有极高的功率密度、超快的充放电速度、较长的工作寿命、较宽的工作温区、良好的循环稳定性以及热稳定性等优势而受到人们越来越多的关注和研究。与铁电和线性介质材料相比,反铁电（AFE）材料的介电电容器由于具有独特的双电滞回线,较高的饱和极化(Pmax)以及接近零的剩余极化（Pr）等特点,在实现高的可恢复能量密度(Wrec)、高功率密度等方面更加具有优势。近十年来,人们在性能优越的铅基AFE储能陶瓷材料的研究和开发方面取得了较大的进展。铅基AFE储能陶瓷材料的储能性能优异,但这类材料中含有大量的铅（一般超过重量的60%）,可能会危害人体健康,并导致环境污染问题日益严重。在这样的契机下,无铅反铁电陶瓷因其具有较高的储能密度、环境友好等优势引起了人们的广泛关注。然而,电介质陶瓷电容器其储能密度一般<0.1 W·h/kg,与超级电容器、电池相比要低一到两个数量级,极大地阻碍了电介质陶瓷在储能器件中的实际应用。为了实现无铅AFE陶瓷材料的高储能性能以及优异的充放电性能,本文以AgNbO3为基体材料,通过不等价掺杂、等价掺杂等方法改善其电性能。具体研究内容如下:采用水热法合成了纳米Bi2WO6粉体,并采用高温固相法合成了一系列不等价掺杂的AgNbO3-x Bi2WO6（x=0、0.002、0.004、0.006、0.008）陶瓷粉体材料,在不同的温度下烧结成瓷,研究了电性能的变化。本章通过掺杂Bi2WO6,用小半径的Bi3+取代Ag+,W6+取代Nb5+,达到了对容差因子（t）和极化率双重调控的目的,增强了AgNbO3材料的反铁电性能。研究了烧结温度、烧结时间以及掺杂浓度等因素对AgNbO3-x Bi2WO6复合陶瓷电性能的影响。结果表明,引入Bi2WO6,材料结构更致密,相对密度均在96%以上。当Bi2WO6引入量增加到0.4 mol%,场强为190 k V/cm时,AgNbO3-0.004Bi2WO6获得了3.07 J/cm3的高储能密度和39%的储能效率（η）,相转变电场EF、EA增大到129.3k V/cm、79.4 k V/cm;Pr降低到9.1μC/cm2;Pmax增加至57.7μC/cm2。较纯AgNbO3的储能密度大幅提高,进一步表明Bi2WO6掺杂的AFE陶瓷是较为理想的储能材料。在上一章不等价掺杂获得3.07 J/cm3储能密度的基础上,本章继续进行了等价掺杂的探究。研究了AgNbO3-x NaTaO3陶瓷材料的电性能——采用传统高温固相法制备等价共掺杂的AgNbO3-x NaTaO3陶瓷粉体,本章通过掺杂NaTaO3,调控t以及材料的弛豫性,更好地稳定AgNbO3材料的反铁电性,从而提高其Wrec及η。探究了NaTaO3掺杂浓度、烧结温度等因素对AgNbO3-x NaTaO3（x=0、0.03、0.05、0.07、0.1）陶瓷微观结构、储能密度等的影响。得到如下结论:AgNbO3-x NaTaO3所有组分均为单一钙钛矿相;随着NaTaO3掺杂量的增加,材料结构致密且晶粒尺寸越来越小,相对密度均在96%以上;当NaTaO3掺杂量增加到7 mol%,场强为235 k V/cm时,最佳组分AgNbO3-0.07NaTaO3陶瓷的Wrec可达3.57 J/cm3,η为25%,EF、EA增大到183 k V/cm、100 k V/cm;Pr增大到25μC/cm2;Pmax增加至66μC/cm2。通过研究等价、不等价掺杂对AgNbO3陶瓷材料电性能的影响,发现NaTaO3材料能更有效地改善AgNbO3的储能性能,但是最终获得的能量效率较低。在此基础上,进一步探讨了优化烧结工艺对AgNbO3-0.07NaTaO3陶瓷性能的影响。采用传统高温固相法制备了AgNbO3-0.07NaTaO3陶瓷粉体。高温下,Na的熔点低,易挥发,本章在烧结成瓷的步骤中,对其烧结工艺进行了调整。二次烧结时将陶瓷粉末掩盖在陶瓷片上方,补充了Na源,阻隔了Na的挥发。结果表明,优化烧结工艺使得AgNbO3-0.07NaTaO3的晶粒尺寸减小,结构更加致密,储能性能大幅提高,当场强为340 k V/cm时,最佳Wrec可高达4.96 J/cm3,η高达42%;EF、EA增大到258.8 k V/cm、187.8 k V/cm;Pr增大到8.9μC/cm2;Pmax增加至50.3μC/cm2。
万新红[6]（2020）在《铌酸银基无铅反铁电陶瓷的水热法制备及其储能性能的研究》文中认为近几年,无铅反铁电AgNbO3陶瓷由于其环境友好的特性逐渐进入研究者视野,使得其在储能电容器等领域具有广泛的应用前景。本文分别以AgNO3和Ag2O作为原料水热合成了纯AgNbO3粉体,并研究了水热工艺因素及陶瓷储能性能。首先,研究了用AgNO3合成AgNbO3粉体的水热影响因素。结果表明:当原料配比分别为3NH4HF2:2AgNO3:x Nb2O5（x=0.6-1）和y NH4HF2:2AgNO3:1Nb2O5（y=3-6）时,在x=0.6-0.85和y=4-5的配比内合成了纯AgNbO3粉体。其中,在y=3-6时的粉体平均粒径分别为430、540、750和1400nm。由此可见,可以通过控制NH4HF2的含量比调控AgNbO3的粒径大小。并得到溶液最佳反应p H值为5。在合成纯相的基础上,探究了反应时间t对水热的影响,在t=10h时即能合成纯AgNbO3粉体,因此大大提升了反应效率。其次,对AgNO3源的陶瓷进行了储能性能的研究。经1040℃-1080℃烧结3h后得到:储能密度在1070℃达到最大值1.84J/cm3,此时对应的击穿场强为250k V/cm。当水热合成温度升高到200℃时,本实验制备纯AgNbO3粉体的方法仍然有效。其在1030-1070℃烧结的陶瓷样品击穿场强最高点出现在1040℃,其值为270k V/cm。并在1070℃时得到了最高的储能密度值,为2.2J/cm3。最后,用Ag2O水热法合成了纯AgNbO3粉体,并对其陶瓷样品进行了储能性能影响因素的探究,如铁电测试频率﹑烧结温度及不同的粉体处理方式等。结果表明:铁电测试频率为1Hz时,焙烧后的陶瓷样品在1015℃的烧结温度下具有最高的储能密度和击穿场强,分别为2.9J/cm3和330k V/cm。之后对陶瓷进行了掺杂并初步探究了Ta元素的引入对储能性能的影响,结果表明:Ta的引入明显降低了M1-M2和M2-M3的相转变温度,使M1相降低至室温以下,M2-M3相的相转变温度降低至200℃左右,因此增强了AgNbO3陶瓷室温的反铁电性。并且,引入Ta元素以后明显提高了相转变电场EF/EA,使储能密度提升至3.14 J/cm3。
张颖[7]（2019）在《金属基底PbZrO3基反铁电厚膜制备及其储能行为研究》文中提出在介电材料中,反铁电（AFE）材料表现出高饱和极化和低剩余极化强度的特点,有利于获得较高的储能密度。此外,反铁电材料还具有高击穿强度和充放电速度快等优点,有望在高功率密度电容器中得到应用。本论文采用溶胶-凝胶法在金属基底上制备PbZrO3基反铁电厚膜材料,主要研究其相结构、表面形貌、反铁电性、介电性能、导电机制及储能性能。并且为了进一步提升厚膜的实际应用能力,制备了柔性厚膜及多层电容器并研究其储能及介电性能。采用溶胶-凝胶法在金属镍片上成功制备AFE Pb0.94La0.04Zr0.97Ti0.03O3厚膜。厚膜具有纯的钙钛矿结构。并且表面平滑,结构致密。厚膜具有优异的介电性能,在100kHz和室温条件下,其介电常数为433,这比传统硅基板上的介电常数大28%。在1400kV/cm的场强下,通过电滞回线计算得到厚膜的储能密度和储能效率分别为18.4J/cm3和54%;而在电阻-电感-电容（RLC）回路中,其最大放电储能密度为12.4 J/cm3,仅在84 ns的时间内释放其90%的能量,显示出超快的放电特性。为了满足现代柔性电子器件发展的需求,采用溶胶-凝胶法在柔性镍箔基底上制备了AFE Pb0.94La0.04Zr0.97Ti0.03O3厚膜,并通过RLC回路表征厚膜的放电储能特性。在1400 kV/cm的场强下,厚膜的放电储能密度达到15.8 J/cm3,并且在约250 ns的短时间内释放其90%的能量。通过研究发现,厚膜的放电储能性能密度和放电时间可以通过厚膜的曲率半径来调节,这为调节介电材料的电学性能提供了简单可行的方法。此外,柔性AFE厚膜在曲率半径低至2.5毫米的条件下弯曲循环1500次后表现出良好的机械稳定性能。为了进一步提高反铁电厚膜的实际应用性,本文结合上述工作的研究结果,采用并联单层厚膜的方法制备大电极AFE多层电容器并研究其电容及放电储能特性。研究结果表明,在30 V的外加电压下,多层电容器的电容达到3010 nF。其击穿强度可达734 kV/cm,最大的放电电流可达0.16 A。并且可以通过改变多层电容器的介电层数和电极面积调控其电学性能。
谷金鑫[8]（2019）在《PEZST反铁电薄膜储能性能及负电热效应》文中进行了进一步梳理随着微电子系统的快速发展,对微工作器件进行局部致冷至关重要,同时脉冲功率技术的快速发展,对储能电介质材料提出了更高的要求。反铁电薄膜材料因其独特的场致相变特性,在储能以及负电热制冷方面具有广泛的应用前景。本文以富锆PbZr0.97Ti0.03O3反铁电薄膜为基础,通过掺杂取代的方法对薄膜的相变行为进行调控,达到优化薄膜的储能性能以及负电热效应的目的。采用溶胶-凝胶法结合快速热处理工艺在Pt（111）/Ti/SiO2/Si衬底上制备Eu掺杂（Pb,Eu）(Zr0.97Ti0.03)O3（PEZT）、Sn取代Pb（Zr,Sn,Ti）O3（PZST）以及Eu掺杂、Sn取代的复合（Pb,Eu）（Zr,Sn,Ti）O3（PEZST）薄膜。为制备单一钙钛矿结构薄膜,本论文对薄膜制备工艺进行优化。通过对改性薄膜样品介电温谱以及介电频谱的分析,研究Eu、Sn单一掺杂取代方式以及复合改性方式对薄膜居里温度、介电常数及介电损耗的影响。为研究薄膜的相变电场,将测试不同电场、温度下的电滞回线,探究电场、温度以及改性剂对薄膜样品的反铁电-铁电相变电场以及铁电-反铁电相的影响。利用不同电场、温度下的电滞回线,对改性薄膜样品的可用储能密度、储能损耗、储能效率以及负电热温变值进行研究。并进一步研究电场、温度以及改性剂对PZT97/3薄膜储能性能的影响。通过最大负电热熵变值、最大负电热温变值以及最大负电热温变值对应的温度变化,综合分析评价Eu、Sn单一掺杂取代方式以及复合改性方式对薄膜负电热效应的影响。通过调节Eu以及Sn的掺杂取代量可以优化富锆PZT反铁电薄膜的储能性能以及负电热效应。在储能性能上,0.5 mol%Eu掺杂、15 mol%Sn取代的PEZST15薄膜达到最优,900 kV/cm电场下可用储能密度达到26.66 J/cm3。在负电热效应上,当Eu的掺杂量为0.5 mol%、Sn的取代量为20 mol%时的PEZST20复合改性薄膜最大负电热温变值可达到-7.31 K。
卫昱星[9]（2019）在《钛酸锶钡/氧化锆陶瓷电容器的制备及其电性能研究》文中认为电介质陶瓷电容器具有充放电速度快、功率密度高、安全可靠和抗循环老化能力强的特点,但是储能密度低、储能效率低限制着其应用性。本论文采用溶胶-凝胶法和草酸盐沉淀法制备了不同比例的钛酸锶钡（BST）/氧化锆（ZrO2）复合粉体及陶瓷,n（BST）/n（ZrO2）比分别为4/1、8/1、12/1、16/1、20/1和24/1,研究了BST粉体不同球磨时间对BST/ZrO2陶瓷物相、形貌和介电性能的影响,对比研究了两步烧结法、传统烧结法和埋粉烧结法对不同组分BST/ZrO2陶瓷的物相、形貌、介电和储能特性的影响。主要工作如下:首先,采用溶胶-凝胶法制备了钙钛矿相的BST粉体并利用球磨工艺进一步细化了BST粉体,研究了聚乙二醇400含量对BST颗粒在溶液中分散性的影响,确定了1.2wt%为最佳用量;采用草酸盐沉淀法制备了四方相的氧化锆粉体,采用改进的草酸盐沉淀法制备了不同n（BST）/n（ZrO2）的BST/ZrO2复合粉体,物相分析和EDS mapping分析结果表明复合粉体形成了BST@ZrO2包覆结构。其次,研究了BST粉体不同的球磨时间对BST/ZrO2（摩尔比4:1）陶瓷结构和介电性能的影响规律。结果表明,BST粉体球磨2h时,粒径大小及均匀度相对较好,此时BST/ZrO2陶瓷的相对介电常数较高,室温下为1150,在-60℃—140℃范围内介电常数温度稳定性较好,容温变化率为-14%10%,介电损耗较低,室温下为0.04。再次,系统研究了两步烧结、传统烧结和埋粉烧结三种方法制备的不同组分BST/ZrO2陶瓷物相、显微结构和电性能的变化规律,优化了烧结工艺和陶瓷性能。结果表明采用两步法制备陶瓷,获得n（BST）/n（ZrO2）为24/1的复合陶瓷较为致密,介电常数为812,介电损耗为0.01,可释放的能量密度为150×10-3J/cm3,储能效率为85%。利用传统烧结法烧结陶瓷,当烧结温度为1325℃时,陶瓷的介电常数最大,介电损耗较小,其中,n（BST）/n（ZrO2）为12/1的复合陶瓷室温下介电常数为634,介电损耗为0.020,储能特性较好,可释放的能量密度为113×10-3J/cm3,储能效率为70%。采用埋粉烧结法制备陶瓷,n（BST）/n（ZrO2）为12/1的复合陶瓷介电性能较好,室温介电常数为730,介电损耗仅为0.0004,可释放的能量密度为25.8×10-3J/cm3,储能效率为83%。三种烧结方法研究结果均表明,少量复合ZrO2可以有效提高BST陶瓷的储能密度和储能效率。
但钰[10]（2019）在《(Pb,La)（Zr,Sn,Ti）O3基反铁电材料的制备及其储能性能研究》文中研究说明介电电容器具有优异的抗老化性能,同时在高温高压下具有良好的稳定性,这些优点使其从众多的储能设备中脱颖而出,成为当下电子电力系统中的关键器件之一。此外,这些电容器具有适用于高脉冲系统的瞬时放电特性,因此被广泛地用于混合动力汽车、脉冲电磁炮、宇航飞船以及其它综合动力驱动战舰等领域。然而,由于介电电容器单位体积储能密度很低,在实际应用中为了达到需求,总是需要把它们的体积做得很大,这会占用很多空间,严重限制了它们的应用。因此为了实现设备的小型化和轻量化应用,扩展介电电容器的应用领域,开发出高储能密度介电材料是必不可少的。目前,应用于电容器的介电材料主要有四类,分别是反铁电材料、线性电介质、铁电材料和弛豫铁电材料。在这些材料中,当施加相同强度的外电场时,因具有接近零的剩余极化强度和高的饱和极化强度,反铁电材料展现出了最大的储能密度。此外,相比其它类型的介电电容器,由于反铁电材料独特的场致反铁电-铁电相变特征,反铁电基电容器拥有最快的充放电速率。因此,反铁电基储能材料成为当前的一个研究热点,而锆钛锡酸铅镧（PLZST）基反铁电材料因其宽的反铁电相存在区域备受关注。基于此,本文为了解决目前PLZST反铁电基介电电容器实用化过程中遇到的大储能密度和高储能效率难以同时兼得的问题,研究了不同La含量、高Sn含量以及用溶胶凝胶方法制备出的PLZST四方反铁电陶瓷的储能性能,同时为了实现反铁电材料储能密度的进一步提升,还对用溶胶凝胶法制备出的PLZST及PLZST/P（VDF-HFP）复合基反铁电薄膜的储能性能进行了初步探索。具体的研究内容与结论如下:1.通过传统的固相烧结法制备了不同La含量的(Pb1-1.5xLax)(Zr0.5Sn0.43Ti0.07)O3（x=0,0.5%,1%,1.5%,2.5%,3%,4%,5%）四方反铁电陶瓷,并对其相结构、微观形貌和储能性能分别进行了研究。实验结果表明,通过改变(Pb1-1.5xLax)(Zr0.5Sn0.43Ti0.07)O3反铁电陶瓷中La3+含量,可提高陶瓷的反铁电相稳定性即增大铁电-反铁电相变电场EA,降低陶瓷的电导率即提高击穿电场Eb,同时由于弛豫反铁电态出现导致电滞回线变细,使得陶瓷可释放的储能密度Wre和储能效率η得到了极大提高。在3 mol%La3+掺杂的(Pb1-1.5xLax)(Zr0.5Sn0.43Ti0.07)O3反铁电陶瓷中获得了最优异的储能性能,其在室温下同时具有大的可释放储能密度4.2 J/cm3和高的储能效率78%,分别是x=0时的(Pb1-1.5xLax)(Zr0.5Sn0.43Ti0.07)O3反铁电陶瓷(Wre=1.45 J/cm3,η=50%)的2.9倍和1.56倍。此外,该陶瓷具有良好的温度稳定性,在25°C-125°C温度范围内,其可释放储能密度Wre和储能效率η改变较小。2.采用传统的固相烧结法制备了Pb0.97La0.02(Zr0.50Sn0.39Ti0.11)O3（PLZST 50/39/11）、Pb0.97La0.02(Zr0.50Sn0.41Ti0.09)O3（PLZST 50/41/9）、Pb0.97La0.02(Zr0.50Sn0.45Ti0.05)O3（PLZST50/45/5）、Pb0.97La0.02(Zr0.50Sn0.46Ti0.04)O3（PLZST 50/46/4）、Pb0.97La0.02(Zr0.50Sn0.475Ti0.025)O3（PLZST 50/47.5/2.5）和Pb0.97La0.02(Zr0.475Sn0.525)O3（PLZS 47.5/52.5）等多种不同高Sn含量的反铁电陶瓷,并详细研究了它们的相结构、表面微观形貌和储能性能。结果表明,在单一的材料中,合适的Sn含量可同时实现大的可释放储能密度Wre和高的储能效率η。当Sn的含量为46%时,PLZST反铁电陶瓷在室温下具有最佳的储能性能,其可释放储能密度Wre高达3.2 J/cm3,储能效率η高达86.5%。并且在20°C-120°C温度范围内,它的可释放储能密度变化很小,表明其具有良好的热稳定性。3.用廉价的二丁基氧化锡取代昂贵的醋酸锡通过改进的溶胶凝胶法制备了Pb0.97La0.02(Zr0.50Sn0.45Ti0.05)O3反铁电纳米粉,并利用纳米粉在不同温度下烧结制备了陶瓷。研究了烧结温度对陶瓷的微观形貌和储能性能的影响。结果表明,在580°C时成功制备了粒径约为200nm、具有纯钙钛矿相结构的纳米粉体;与传统固相法制备的陶瓷相比,纳米粉制备的陶瓷有效避免了Sn元素的偏析,具有更单一的相结构。此外,在1100°C的低温下即可获得致密的反铁电纳米粉陶瓷,其可释放储能密度也达到了1.93 J/cm3,并且其热稳定性良好。4.通过旋涂法在Si/SiO2/Ti/Pt（111）基片上制备出了(Pb0.97La0.02)(Zr0.45Sn0.50Ti0.05)O3（PLZST）薄膜,并对其工艺进行了研究,成功得到了单一钙钛矿相结构、表面致密的薄膜,其可释放储能密度为4.4 J/cm3,储能效率为67.7%。在此薄膜的基础上,通过结构设计,成功制备出了PLZST/P（VDF-HFP）复合薄膜,当P（VDF-HFP）薄膜为2层时,复合薄膜具有最大的可释放储能密度6.5 J/cm3,达到PLZST薄膜可释放储能密度的1.5倍。
二、反铁电陶瓷PLZST纳米粉的制备研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、反铁电陶瓷PLZST纳米粉的制备研究（论文提纲范文）
（1）铌酸钠基无铅反铁电陶瓷的制备及电学性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 电介质电容器的特点和分类 |
| 1.2.1 电介质电容器的特点 |
| 1.2.2 电介质储能材料的分类 |
| 1.3 铌酸钠基陶瓷研究现状 |
| 1.3.1 铌酸钠基陶瓷的基本特性 |
| 1.3.2 铌酸钠基陶瓷的相变特点 |
| 1.3.3 铌酸钠基陶瓷在储能领域的研究进展 |
| 1.4 陶瓷的烧结技术 |
| 1.4.1 传统固相烧结 |
| 1.4.2 热压烧结 |
| 1.4.3 微波烧结 |
| 1.4.4 放电等离子体烧结 |
| 1.4.5 冷烧结 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第二章 实验方法及性能表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验原料 |
| 2.3 铌酸钠陶瓷样品制备及工艺流程 |
| 2.3.1 铌酸钠基陶瓷的传统固相烧结实验过程 |
| 2.3.2 铌酸钠陶瓷的冷烧结实验过程 |
| 2.4 实验仪器及设备 |
| 2.5 结构表征及性能测试 |
| 2.5.1 XRD分析 |
| 2.5.2 拉曼光谱分析 |
| 2.5.3 微观结构分析 |
| 2.5.4 密度测试 |
| 2.5.5 介电性能测试 |
| 2.5.6 阻抗性能测试 |
| 2.5.7 铁电性能测试 |
| 第三章 (1-x)NN-x CZ陶瓷的组分调控及性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 NNCZ陶瓷的相结构 |
| 3.3 NNCZ陶瓷的微观结构 |
| 3.4 NNCZ陶瓷阻抗谱 |
| 3.5 NNCZ 陶瓷介电性能 |
| 3.6 NNCZ陶瓷储能性能 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 MnO_2掺杂NNCZ14 陶瓷的储能特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 MnO_2掺杂NNCZ14 陶瓷的相结构 |
| 4.3 MnO_2掺杂NNCZ14 陶瓷的微观结构 |
| 4.4 MnO_2掺杂NNCZ14 陶瓷阻抗谱 |
| 4.5 MnO_2掺杂NNCZ14 陶瓷介电性能 |
| 4.6 MnO_2掺杂NNCZ14 陶瓷储能性能 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 NN陶瓷的冷烧结制备及电学性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 NN陶瓷的相结构和微观结构 |
| 5.3 NN陶瓷的介电性能 |
| 5.4 NN陶瓷的铁电性能 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 6.3 主要创新点 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间科研成果 |
（2）铅基铁电薄膜的电卡及储能效应研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 铁电材料的分类 |
| 1.2.1 铁电材料 |
| 1.2.2 反铁电材料 |
| 1.2.3 弛豫铁电材料 |
| 1.2.4 钙钛矿、钨青铜结构 |
| 1.2.5 位移型、有序-无序型 |
| 1.3 铁电材料的制备方法 |
| 1.3.1 陶瓷材料的制备方法 |
| 1.3.2 薄膜材料的制备方法 |
| 1.3.3 厚膜材料的制备方法 |
| 1.4 铁电材料的应用 |
| 1.4.1 能量储存 |
| 1.4.2 电卡制冷 |
| 1.4.3 介电调谐 |
| 1.4.4 其他应用 |
| 1.5 本论文的研究意义及内容 |
| 第二章 实验的制备与表征技术 |
| 2.1 实验原材料 |
| 2.1.1 铁酸铋和镧共掺杂的锆钛酸铅薄膜的实验原料 |
| 2.1.2 铌掺杂的锆锡钛酸铅薄膜实验原料 |
| 2.2 实验所需仪器设备 |
| 2.3 实验材料的制备 |
| 2.3.1 薄膜的制备 |
| 2.3.2 电极的制备 |
| 2.4 材料的表征技术 |
| 2.4.1 形貌与结构 |
| 2.4.2 介电性能 |
| 2.4.3 铁电性能 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 铁酸铋和镧共掺杂的锆钛酸铅外延薄膜的电学性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验结果与讨论 |
| 3.2.1 形貌结构表征 |
| 3.2.2 介电性能研究 |
| 3.2.3 电卡性能分析 |
| 3.2.4 储能性能分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 铌掺杂的锆锡钛酸铅反铁电薄膜的电学性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验结果与讨论 |
| 4.2.1 形貌结构表征 |
| 4.2.2 介电性能研究 |
| 4.2.3 电卡性能分析 |
| 4.2.4 储能性能分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 论文总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 5.3 本论文的创新点 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间取得的学术成果 |
（3）锆酸铅基陶瓷的制备及其储能性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 陶瓷电容器的储能机理 |
| 1.2.1 陶瓷电容器的储能机理 |
| 1.2.2 反铁电材料储能特性影响因素 |
| 1.3 储能陶瓷概述 |
| 1.3.1 陶瓷粉体制备 |
| 1.3.2 储能陶瓷的应用 |
| 1.4 PbZrO_3基储能陶瓷的研究现状 |
| 1.4.1 PbZrO_3基储能陶瓷的结构 |
| 1.4.2 PbZrO_3基储能陶瓷的改性 |
| 1.5 实验目的和内容 |
| 1.5.1 实验目的 |
| 1.5.2 实验内容 |
| 第二章 实验 |
| 2.1 粉体制备 |
| 2.1.1 实验药品及实验仪器 |
| 2.1.2 实验流程 |
| 2.1.3 结构表征 |
| 2.2 陶瓷制备 |
| 2.2.1 实验药品及实验设备 |
| 2.2.2 实验步骤 |
| 2.2.3 结构表征及性能测试 |
| 第三章 PbZrO_3陶瓷的制备及储能性能研究 |
| 3.1 实验 |
| 3.1.1 PbZrO_3粉体的制备 |
| 3.1.2 PbZrO_3陶瓷的制备 |
| 3.2 实验结果与讨论 |
| 3.2.1 PbZrO_3粉体的表征 |
| 3.2.2 铅过量对PbZrO_3陶瓷储能性能的影响 |
| 第四章 Ti和La掺杂对PbZrO_3陶瓷储能性能的影响 |
| 4.1 实验 |
| 4.1.1 Ti掺杂的PbZrO_3基陶瓷制备 |
| 4.1.2 Ti和La共掺杂的PbZrO_3基陶瓷制备 |
| 4.2 结果与讨论 |
| 4.2.1 Ti掺杂对PbZrO_3陶瓷储能性能的影响 |
| 4.2.2 Ti和La共掺杂对PbZrO_3基陶瓷储能性能的影响 |
| 4.2.3 保温时间对PLZT陶瓷的微观结构及储能性能的影响 |
| 第五章 Ti,La和Ca掺杂对PbZrO_3陶瓷储能性能的影响 |
| 5.1 实验 |
| 5.2 结果与讨论 |
| 5.2.1 不同Ca掺杂量的PbZrO_3基粉体表征 |
| 5.2.2 不同Ca掺杂量的 PbZrO_3基陶瓷的XRD分析 |
| 5.2.3 不同Ca掺杂量的 PbZrO_3基陶瓷的SEM分析 |
| 5.2.4 Ca掺杂量对PLZT陶瓷的介电性能的影响 |
| 5.2.5 Ca掺杂量对PLZT基陶瓷的储能性能的影响 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（4）锆锡酸镧铅反铁电陶瓷储能和电卡效应的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 电介质电容器 |
| 1.2.1 储能原理和理论计算 |
| 1.2.2 电卡效应原理和计算 |
| 1.2.3 电介质材料概述 |
| 1.3 反铁电材料概述 |
| 1.3.1 锆酸铅基反铁电体材料 |
| 1.3.2 研究现状 |
| 1.4 陶瓷粉体的制备方法 |
| 1.4.1 固相合成法 |
| 1.4.2 湿化学法 |
| 1.4.3 高能球磨法 |
| 1.5 本课题研究意义和主要研究内容 |
| 第二章 铅镧锆锡反铁电块体陶瓷的储能特性与负电卡效应的研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验原料与设备 |
| 2.2.2 块体陶瓷制备工艺流程 |
| 2.2.3 性能表征及测试方法 |
| 2.3 实验结果分析和讨论 |
| 2.3.1 X射线衍射分析 |
| 2.3.2 微观形貌分析 |
| 2.3.3 介电性能分析 |
| 2.3.4 铁电性能分析 |
| 2.3.5 电卡效应分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 铅镧锆锡反铁电厚膜陶瓷的储能特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验原料与设备 |
| 3.2.2 厚膜陶瓷的制备 |
| 3.3 实验结果分析和讨论 |
| 3.3.1 X射线衍射分析 |
| 3.3.2 不同组分的厚膜样品的电滞回线 |
| 3.3.3 PLZS55/45厚膜陶瓷的微观形貌 |
| 3.3.4 不同烧结温度对PLZS55/45电滞回线的影响 |
| 3.3.5 不同外加电场下的PLZS55/45电滞回线 |
| 3.3.6 温度对PLZS55/45厚膜陶瓷相变的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 镧离子含量对PLZS块体陶瓷的储能特性的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验原料与设备 |
| 4.2.2 块体陶瓷制备工艺流程 |
| 4.3 实验结果与分析 |
| 4.3.1 X射线衍射分析 |
| 4.3.2 微观形貌分析 |
| 4.3.3 铁电性能分析 |
| 4.3.4 介电性能分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 总结和展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得与学位论文相关的成果 |
| 致谢 |
（5）铌酸银基无铅反铁电陶瓷的储能性能（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 介电材料 |
| 1.2.1 介电材料简介 |
| 1.2.2 储能性能的影响因素 |
| 1.2.3 反铁电材料的现状 |
| 1.3 AgNbO_3基反铁电材料 |
| 1.3.1 AgNbO_3基反铁电材料简介 |
| 1.3.2 AgNbO_3基反铁电材料的研究现状 |
| 1.4 课题主要研究内容及创新点 |
| 1.4.1 主要研究内容 |
| 1.4.2 创新点 |
| 第二章 实验过程与方法 |
| 2.1 实验过程 |
| 2.1.1 试剂和仪器 |
| 2.1.2 制备过程 |
| 2.2 结构表征及性能测试方法 |
| 2.2.1 密度测试 |
| 2.2.2 结构表征 |
| 2.2.3 电性能测试 |
| 第三章 AgNbO_3-xBi_2WO_6陶瓷的制备及电学性能的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 表征与讨论 |
| 3.2.1 相结构 |
| 3.2.2 微观结构 |
| 3.2.3 介电性能 |
| 3.2.4 反铁电性能 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 AgNbO_3-xNaTaO_3陶瓷的制备及电学性能的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 表征与讨论 |
| 4.2.1 相结构 |
| 4.2.2 微观结构 |
| 4.2.3 介电性能 |
| 4.2.4 反铁电性能 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 AgNbO_3-0.07NaTaO_3陶瓷烧结工艺优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 表征与讨论 |
| 5.2.1 微观形貌 |
| 5.2.2 介电性能 |
| 5.2.3 反铁电性能 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士期间科研成果及获奖情况 |
（6）铌酸银基无铅反铁电陶瓷的水热法制备及其储能性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 储能电容器概述 |
| 1.2.1 储能原理及储能密度 |
| 1.2.2 储能性能的影响因素 |
| 1.3 陶瓷储能材料概述 |
| 1.3.1 铅基陶瓷储能材料 |
| 1.3.1.1 PbZrO_3基反铁电陶瓷结构特征概述 |
| 1.3.1.2 PbZrO_3基反铁电陶瓷储能性能概述 |
| 1.3.2 无铅陶瓷储能材料 |
| 1.3.2.1 Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_3基陶瓷储能材料概述 |
| 1.3.2.2 K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3基陶瓷储能材料概述 |
| 1.3.2.3 AgNbO_3基陶瓷储能材料概述 |
| 1.4 钙钛矿型铌酸盐粉体的合成方法 |
| 1.4.1 固相法 |
| 1.4.2 共沉淀法 |
| 1.4.3 溶胶-凝胶法 |
| 1.4.4 水热法 |
| 1.4.4.1 水热合成技术及发展 |
| 1.4.4.2 影响水热合成的主要因素 |
| 1.5 选题依据及主要研究内容 |
| 1.5.1 选题依据 |
| 1.5.2 主要研究内容 |
| 第二章 硝酸银水热合成AgNbO_3粉体及表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验部分 |
| 2.2.1 实验原料及设备 |
| 2.2.2 材料结构与性能表征 |
| 2.2.2.1 X射线衍射(XRD)物相分析 |
| 2.2.2.2 场发射扫描电镜(FE-SEM)分析 |
| 2.2.2.3 红外光谱(FT-IR)分析 |
| 2.2.2.4 拉曼光谱(Raman)分析 |
| 2.2.2.5 X射线能谱(EDS)分析 |
| 2.2.2.6 X射线光电子能谱(XPS)分析 |
| 2.2.2.7 介电温谱测试 |
| 2.2.2.8 电滞回线(P-E)测试 |
| 2.2.2.9 相对致密度测试 |
| 2.2.3 实验方案 |
| 2.3 AgNbO_3水热合成原理 |
| 2.4 结果与讨论 |
| 2.4.1 不同内衬环境对AgNbO_3的相结构和微观形貌影响 |
| 2.4.2 水热反应时间对合成AgNbO_3的相结构和微观形貌影响 |
| 2.4.3 不同Nb_2O_5含量比对AgNbO_3的相结构和微观形貌影响 |
| 2.4.4 不同NH_4HF_2含量比对AgNbO_3的相结构和微观形貌影响 |
| 2.4.5 纯相AgNbO_3合成后对水热反应时间影响的探究 |
| 2.4.6 不同溶液pH值对水热合成AgNbO_3的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 AgNbO_3陶瓷的储能性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.2.1 实验原料及设备 |
| 3.2.2 材料结构及表征 |
| 3.2.3 实验方案 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 烧结温度对AgNbO_3陶瓷储能性能的影响 |
| 3.3.2 保温时间对AgNbO_3陶瓷储能性能的影响 |
| 3.3.3 水热合成温度对AgNbO_3陶瓷储能性能的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 氧化银水热合成AgNbO_3粉体的陶瓷制备及性能调控 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 实验原料及设备 |
| 4.2.2 材料结构与性能表征 |
| 4.2.3 实验方案 |
| 4.2.3.1 水热合成AgNbO_3 |
| 4.2.3.2 水热合成AgTaO_3 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 AgNbO_3纳米粉体的水热合成及其陶瓷储能性能的研究 |
| 4.3.1.1 纯相AgNbO_3纳米方块的制备及其表征 |
| 4.3.1.2 冷等静压与排胶顺序对AgNbO_3陶瓷储能性能的影响 |
| 4.3.1.3 不同烧结温度对AgNbO_3陶瓷储能性能的影响 |
| 4.3.1.4 焙烧及铁电测试频率对AgNbO_3陶瓷储能性能的影响 |
| 4.3.2 纯相AgTaO_3的水热合成及工艺探究 |
| 4.3.2.1 AgTaO_3的水热合成及表征 |
| 4.3.2.2 Ta_2O_5含量比对于合成纯相AgTaO_3的影响 |
| 4.3.3 纯相AgTaO_3与AgNbO_3固相混合对陶瓷储能性能的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 结论与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（7）金属基底PbZrO3基反铁电厚膜制备及其储能行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 引言 |
| 1 绪论 |
| 1.1 反铁电材料概述 |
| 1.1.1 PbZrO_3基反铁电材料的结构特点 |
| 1.1.2 PbZrO_3基反铁电材料的性质 |
| 1.2 反铁电材料的研究进展及应用 |
| 1.2.1 反铁电材料储能特性的研究进展 |
| 1.2.2 反铁电材料放电特性的研究进展 |
| 1.2.3 反铁电材料的应用 |
| 1.3 本论文的研究意义及研究内容 |
| 1.3.1 本论文的研究意义 |
| 1.3.2 本论文的研究内容 |
| 2 反铁电厚膜的制备及性能表征 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 PbZrO_3基反铁电厚膜工艺过程 |
| 2.2.1 实验所用原材料及仪器设备 |
| 2.2.2 实验所用仪器设备 |
| 2.2.3 LaNiO_3底电极的制备 |
| 2.2.4 PbZrO_3基反铁电厚膜的工艺流程 |
| 2.3 反铁电厚膜材料的结构表征及性能测试 |
| 2.3.1 物相结构及微观形貌 |
| 2.3.2 介电性能测试 |
| 2.3.3 漏电流测试及其机制 |
| 2.3.4 击穿场强测试及其计算 |
| 2.3.5 储能性能测试及其计算 |
| 3 金属镍基PLZT反铁电厚膜储能行为研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 金属镍基PLZT反铁电厚膜的制备工艺 |
| 3.3 金属镍基PLZT反铁电厚膜的相结构及微观形貌 |
| 3.4 金属镍基PLZT反铁电厚膜的储能特性研究 |
| 3.4.1 金属镍基PLZT反铁电厚膜的反铁电性 |
| 3.4.2 金属镍基PLZT反铁电厚膜的介电性能 |
| 3.4.3 金属镍基PLZT反铁电厚膜的击穿强度 |
| 3.4.4 金属镍基PLZT反铁电厚膜的导电机制 |
| 3.4.5 金属基底PLZT反铁电厚膜的放电储能性能 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 柔性镍基PLZT反铁电厚膜储能行为研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 柔性镍基PLZT反铁电厚膜的制备工艺 |
| 4.3 柔性镍基PLZT反铁电厚膜的相结构及微观形貌 |
| 4.4 柔性镍基PLZT反铁电厚膜的储能特性研究 |
| 4.4.1 柔性镍基PLZT反铁电厚膜的反铁电性 |
| 4.4.2 柔性镍基PLZT反铁电厚膜的介电性能 |
| 4.4.3 柔性镍基PLZT反铁电厚膜的导电机制及击穿强度 |
| 4.4.4 柔性镍基PLZT反铁电厚膜的放电储能性能 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 PLZT多层电容器的制备及其储能行为研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 PLZT单层大电极厚膜反铁电性及介电性能 |
| 5.3 PLZT多层电容器电容的影响因素 |
| 5.3.1 厚膜层数对多层电容器电容的影响 |
| 5.3.2 外加电压对多层电容器电容的影响 |
| 5.4 PLZT多层电容器放电储能性能的影响因素 |
| 5.4.1 电极面积对多层电容器击穿强度的影响 |
| 5.4.2 多层电容器放电储能性能的影响因素 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
（8）PEZST反铁电薄膜储能性能及负电热效应（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 PZT基反铁电材料概述 |
| 1.2.1 反铁电体 |
| 1.2.2 PZT基反铁电材料 |
| 1.3 PZT基材料掺杂改性研究现状 |
| 1.4 PZT基材料储能性能及负电热效应研究现状 |
| 1.4.1 PZT基材料储能性能研究现状 |
| 1.4.2 PZT基材料负电热效应研究现状 |
| 1.5 主要研究内容 |
| 第2章 实验材料与研究方法 |
| 2.1 实验药品和仪器 |
| 2.1.1 实验药品 |
| 2.1.2 实验仪器 |
| 2.2 薄膜结构与形貌表征 |
| 2.2.1 薄膜微观结构 |
| 2.2.2 薄膜微观形貌 |
| 2.3 薄膜的电性能测试 |
| 2.3.1 薄膜上电极制备 |
| 2.3.2 薄膜铁电性能测试 |
| 2.3.3 薄膜介电性能测试 |
| 2.3.4 薄膜漏电性能测试 |
| 2.4 薄膜储能性能及负电热效应评价 |
| 2.4.1 储能性能评价 |
| 2.4.2 负电热效应评价 |
| 第3章 PEZST薄膜制备及微结构 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 薄膜制备工艺 |
| 3.2.1 溶胶制备 |
| 3.2.2 薄膜制备 |
| 3.2.3 预烧温度对薄膜相组成的影响 |
| 3.2.4 快速热处理温度对薄膜相组成的影响 |
| 3.3 薄膜的相组成 |
| 3.3.1 PEZT薄膜的相组成 |
| 3.3.2 PZST薄膜的相组成 |
| 3.3.3 PEZST薄膜的相组成 |
| 3.4 薄膜的表面及断面形貌 |
| 3.4.1 PEZT薄膜的表面及断面形貌 |
| 3.4.2 PZST薄膜的表面及断面形貌 |
| 3.4.3 PESZT薄膜的表面及断面形貌 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 PEZST薄膜介电及铁电性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 薄膜的介电性能 |
| 4.2.1 温度对薄膜介电性能的影响 |
| 4.2.2 频率对薄膜介电性能的影响 |
| 4.3 薄膜的铁电性能 |
| 4.3.1 PEZT薄膜的铁电性能 |
| 4.3.2 PZST薄膜的铁电性能 |
| 4.3.3 PEZST薄膜的铁电性能 |
| 4.4 薄膜的相变行为 |
| 4.4.1 电场诱导薄膜相变行为 |
| 4.4.2 温度诱导薄膜相变行为 |
| 4.5 薄膜的漏电性能 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 PEZST薄膜储能性能及负电热效应 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 薄膜的储能性能 |
| 5.2.1 电场对薄膜储能性能的影响 |
| 5.2.2 温度对薄膜储能性能的影响 |
| 5.3 薄膜的负电热效应 |
| 5.3.1 PEZT薄膜的负电热效应 |
| 5.3.2 PZST薄膜的负电热效应 |
| 5.3.3 PEZST薄膜的负电热效应 |
| 5.4 Eu掺杂和Sn取代改性机制分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
（9）钛酸锶钡/氧化锆陶瓷电容器的制备及其电性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 电介质储能材料概述 |
| 1.2.1 电介质储能基本原理和材料分类 |
| 1.2.2 影响储能密度的因素 |
| 1.2.2.1 介电常数 |
| 1.2.2.2 介电损耗 |
| 1.2.2.3 击穿场强 |
| 1.2.3 电介质储能的研究现状 |
| 1.2.3.1 聚合物基电介质材料 |
| 1.2.3.2 玻璃陶瓷 |
| 1.2.3.3 陶瓷基电介质材料 |
| 1.3 钛酸锶钡的性质及其研究现状 |
| 1.3.1 钛酸锶钡的晶体结构 |
| 1.3.2 钛酸锶钡储能的研究现状 |
| 1.4 氧化锆的晶体结构、性质及其研究现状 |
| 1.5 研究目的和研究内容 |
| 1.5.1 研究目的 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 第二章 实验方法及测试技术 |
| 2.1 实验原料 |
| 2.2 实验设备 |
| 2.3 制备工艺 |
| 2.3.1 BST粉体的制备 |
| 2.3.2 氧化锆粉体的制备 |
| 2.3.3 BST/ZrO_2复合粉体的制备 |
| 2.3.4 陶瓷电容器的制备 |
| 2.4 样品的测试与表征 |
| 2.4.1 X射线衍射(XRD) |
| 2.4.2 扫描电子显微镜(SEM) |
| 2.4.3 能量色散谱(EDS) |
| 2.4.4 热重分析测试 |
| 2.4.5 表观密度测试 |
| 2.4.6 介电性能测试 |
| 2.4.7 储能特性测试 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 BST/ZrO_2复合粉体的制备与表征 |
| 3.1 BST粉体的制备与表征 |
| 3.2 氧化锆粉体的制备及表征 |
| 3.3 BST/ZrO_2复合粉体的制备 |
| 3.3.1 聚乙二醇400对BST粉体在溶液中分散性的影响 |
| 3.3.2 BST/ZrO_2复合粉体的XRD分析 |
| 3.3.3 BST/ZrO_2复合粉体的SEM及EDS分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 BST/ZrO_2复合陶瓷的制备及其电性能研究 |
| 4.1 BST粉体球磨时间对BST/ZrO_2陶瓷的性能影响 |
| 4.1.1 不同球磨时间对BST粉体的形貌影响 |
| 4.1.2 BST粉体不同球磨时间对BST/ZrO_2复合陶瓷物相影响 |
| 4.1.3 BST粉体不同球磨时间对BST/ZrO_2复合陶瓷形貌的影响 |
| 4.1.4 BST粉体球磨时间对BST/ZrO_2陶瓷介电性能的影响 |
| 4.2 BST/ZrO_2复合陶瓷烧结工艺研究 |
| 4.2.1 两步烧结法 |
| 4.2.1.1 物相分析 |
| 4.2.1.2 形貌分析 |
| 4.2.1.3 表观密度分析 |
| 4.2.1.4 介电性能分析 |
| 4.2.1.5 储能特性分析 |
| 4.2.2 传统烧结法 |
| 4.2.2.1 物相分析 |
| 4.2.2.2 形貌分析 |
| 4.2.2.3 表观密度分析 |
| 4.2.2.4 介电性能分析 |
| 4.2.2.5 储能特性分析 |
| 4.2.3 埋粉烧结法 |
| 4.2.3.1 热重分析 |
| 4.2.3.2 物相分析 |
| 4.2.3.3 形貌分析 |
| 4.2.3.4 表观密度 |
| 4.2.3.5 介电性能分析 |
| 4.2.3.6 储能特性分析 |
| 4.2.4 三种烧结方法的比较 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（10）(Pb,La)（Zr,Sn,Ti）O3基反铁电材料的制备及其储能性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 介电电容器 |
| 1.2.1 介电电容器储能原理 |
| 1.2.2 电介质材料 |
| 1.3 反铁电电介质材料 |
| 1.3.1 反铁电材料的基本理论 |
| 1.3.2 PLZST反铁电材料简介 |
| 1.3.3 PLZST反铁电材料制备工艺 |
| 1.3.4 PLZST反铁电材料储能研究进展及存在问题 |
| 1.4 本文的选题思路与主要研究内容 |
| 第2章 实验药品及表征测试方法 |
| 2.1 所用原料与仪器 |
| 2.1.1 原料 |
| 2.1.2 设备和仪器 |
| 2.2 表征测试方法 |
| 2.2.1 体积密度测定 |
| 2.2.2 X射线衍射(XRD)分析 |
| 2.2.3 扫描电子显微镜(SEM)分析 |
| 2.2.4 能谱(EDS)分析 |
| 2.2.5 介电和铁电性能测试 |
| 2.2.6 储能性能测试 |
| 第3章 不同La含量PLZST反铁电陶瓷的储能性能研究 |
| 3.1 前言 |
| 3.2 实验部分 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 相结构 |
| 3.3.2 表面微观形貌 |
| 3.3.3 体积密度 |
| 3.3.4 成分 |
| 3.3.5 储能性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 高Sn含量PLZST反铁电陶瓷的储能性能研究 |
| 4.1 前言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 相结构 |
| 4.3.2 表面微观形貌 |
| 4.3.3 储能性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 溶胶-凝胶法制备PLZST反铁电陶瓷的储能性能研究 |
| 5.1 前言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 粉体的相结构和微观形貌 |
| 5.3.2 陶瓷的相结构与微观形貌 |
| 5.3.3 陶瓷的储能性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 PLZST/P(VDF-HFP)复合薄膜的储能性能研究 |
| 6.1 前言 |
| 6.2 PLZST薄膜制备工艺探索 |
| 6.2.1 PLZST溶胶制备 |
| 6.2.2 旋涂成膜工艺研究 |
| 6.3 PLZST/P(VDF-HFP)复合薄膜的制备 |
| 6.4 PLZST/P(VDF-HFP)复合薄膜的储能性能 |
| 6.5 本章小结 |
| 全文总结 |
| 参考文献 |
| 附录 攻读硕士学位期间学术成果 |
| 致谢 |
四、反铁电陶瓷PLZST纳米粉的制备研究（论文参考文献）
- [1]铌酸钠基无铅反铁电陶瓷的制备及电学性能研究[D]. 唐昕雅. 广西大学, 2021(12)
- [2]铅基铁电薄膜的电卡及储能效应研究[D]. 张苗苗. 广西大学, 2021(12)
- [3]锆酸铅基陶瓷的制备及其储能性能研究[D]. 高雪莹. 沈阳工业大学, 2021
- [4]锆锡酸镧铅反铁电陶瓷储能和电卡效应的研究[D]. 赵鹏飞. 广东工业大学, 2021
- [5]铌酸银基无铅反铁电陶瓷的储能性能[D]. 吴瑞芳. 河北大学, 2021(09)
- [6]铌酸银基无铅反铁电陶瓷的水热法制备及其储能性能的研究[D]. 万新红. 南京航空航天大学, 2020(07)
- [7]金属基底PbZrO3基反铁电厚膜制备及其储能行为研究[D]. 张颖. 内蒙古科技大学, 2019(03)
- [8]PEZST反铁电薄膜储能性能及负电热效应[D]. 谷金鑫. 哈尔滨工业大学, 2019(02)
- [9]钛酸锶钡/氧化锆陶瓷电容器的制备及其电性能研究[D]. 卫昱星. 西北大学, 2019(12)
- [10](Pb,La)（Zr,Sn,Ti）O3基反铁电材料的制备及其储能性能研究[D]. 但钰. 湖北大学, 2019(05)