(1-x)BaTiO3-xBiYO3介電陶瓷儲(chǔ)能特性的研究.pdf

1、陶瓷儲(chǔ)能介質(zhì)材料涉及兩大領(lǐng)域：材料與能源，具有極廣泛的應(yīng)用。在民用方面，可用于混合動(dòng)力汽車、大型互聯(lián)電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制以及新能源系統(tǒng)；在軍事上，作為脈沖功率的主體部分高脈沖功率源，可用于坦克、電磁炮、定向能武器、綜合電力推進(jìn)艦艇及受控激光核聚變等。當(dāng)前科技的發(fā)展都在往小型化、集成化和輕量化的方向發(fā)展，因此開發(fā)具有更高儲(chǔ)能密度的介電陶瓷材料是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。
　　本文從陶瓷儲(chǔ)能電容的原理出發(fā)，介紹了現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外陶瓷儲(chǔ)能材料的研究進(jìn)展，

2、分析了各種材料的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)。為了獲得儲(chǔ)能密度較高的電介質(zhì)材料，本文以(1-x)BaTiO3-xBiYO3為研究對(duì)象，獲得介電常數(shù)高、擊穿強(qiáng)度高、儲(chǔ)能密度高的介質(zhì)陶瓷，并對(duì)最佳配比的(1-x)BaTiO3-xBiYO3陶瓷材料進(jìn)行Ba-B-Al-Si無堿玻璃摻雜改性研究，進(jìn)一步提高陶瓷的耐壓強(qiáng)度。具體研究工作如下：
　　采用傳統(tǒng)固相法制備(1-x)BaTiO3-xBiYO3（0≤x≤0.5）陶瓷，研究 BiYO3摻雜量對(duì)陶瓷物相、介

3、電性能和儲(chǔ)能性能的影響。BiYO3的添加使 BaTiO3燒結(jié)溫度降低，隨著 BiYO3添加量的增加，弛豫現(xiàn)象越明顯，介電峰展寬，介電常數(shù)隨溫度的變化逐漸趨于穩(wěn)定；介電常數(shù)隨電場(chǎng)強(qiáng)度的增加，下降幅度越來越小，電滯回線變得越來越細(xì)，并趨于線性，使得陶瓷存儲(chǔ)的有效電量增加。
　　當(dāng)x=0.2時(shí)，在1100℃保溫1h燒結(jié)得到的陶瓷最致密，并且有少量的第二相聚集在晶界處，液態(tài)玻璃相在晶粒表面。(1-x)BaTiO3-xBiYO3陶瓷體系的固

4、溶度為x=0.1，x=0.2雖已超出固溶度，但具有較高的弛豫特性，介電常數(shù)約為1340，介電常數(shù)隨電壓增強(qiáng)下降幅度不大。x=0.2時(shí)陶瓷的擊穿場(chǎng)強(qiáng)和儲(chǔ)能密度均最大，分別為571.4kV/cm和13.139J/cm3。將0.8BaTiO3-0.2BiYO3作為陶瓷基體材料，對(duì)其進(jìn)行改性研究。
　　采用傳統(tǒng)固相法制備 Ba-B-Al-Si無堿玻璃粉，按不同質(zhì)量百分比（1wt％，3 wt%，5 wt%，7 wt%）添加到0.8BaTiO