鋯錫鈦酸鉛鋇鑭反鐵電陶瓷儲能性能研究.pdf

1、反鐵電體因具有獨(dú)特的電滯回線以及相轉(zhuǎn)變特征，可被用于高儲能密度脈沖電容器中。本文研究的是鋯錫鈦酸鉛鋇鑭（PBLZST）反鐵電陶瓷，該體系的陶瓷具有優(yōu)異的儲能性能。目前有諸多手段可用來提高反鐵電陶瓷的儲能密度，例如組分調(diào)控、元素?fù)诫s、成分復(fù)合等，然而新的陶瓷燒結(jié)工藝對儲能性能的影響，則尚未得到深入研究。因此，本文采用了熱壓的新工藝，從以下幾個方面研究了P BLZST的儲能性能：
　　首先，本文對熱壓燒結(jié)工藝進(jìn)行了設(shè)計，分別研究了燒結(jié)

2、溫度、保溫時長、熱壓壓力等因素對反鐵電陶瓷性能的影響。實驗結(jié)果表明：熱壓燒結(jié)制備的P BLZST，其燒結(jié)溫度比起普通燒結(jié)可降低近200℃，可在1100℃下燒結(jié)成瓷。同時，保溫時間為2小時，熱壓壓力調(diào)整到70 MP時，陶瓷成瓷效果良好。
　　其次，對于鉛基陶瓷體系，燒結(jié)過程始終伴隨著鉛揮發(fā)。本文設(shè)計了五組不同鉛過量組分，研究了P bO過量量對熱壓和普通燒結(jié)的P BLZST微觀結(jié)構(gòu)和儲能性能的影響。結(jié)果表明：通過 SEM分析，熱壓陶瓷

3、樣品晶粒輪廓清晰，微結(jié)構(gòu)更加均勻，氣孔率低，其中PbO過量量為6mol％的熱壓樣品平均晶粒尺寸為1.8μm，致密度達(dá)到99.5％；擊穿場強(qiáng)Weibull分析表明熱壓樣品擊穿場強(qiáng)普遍較高，最高達(dá)到180KV/cm；高壓電阻率測試結(jié)果表明熱壓樣品電阻率大于1013Ωm，較普通燒結(jié)樣品高兩個數(shù)量級；熱壓法制備的反鐵電陶瓷樣品，其最高儲能密度達(dá)到3.2 J/cm3，該儲能密度是普通燒結(jié)樣品的2倍。
　　由于在熱壓燒結(jié)過程中，樣品通常處于缺