NaNbO3-CaTiO3 lead-free relaxor antiferroelectric ceramics featuring giant energy density, high energy efficiency and power density

材料科学 反铁电性 拉曼光谱 陶瓷 消散 极化(电化学) 电介质 铁电性 储能 凝聚态物理 光电子学 复合材料 光学 热力学 功率(物理) 化学 物理 物理化学
作者
Aiwen Xie,Jian Fu,Ruzhong Zuo,Cong Zhou,Zhenliang Qiao,Tianyu Li,Shujun Zhang
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier]
卷期号:429: 132534-132534 被引量:154
标识
DOI:10.1016/j.cej.2021.132534
摘要

NaNbO3 (NN)-based lead-free antiferroelectric (AFE) ceramics with ultrahigh energy-storage density (Wrec) have attracted increasing attention for applications in high power electronic devices. However, large polarization hysteresis induced by the AFE-ferroelectric (FE) phase transition tends to cause high energy dissipation. In this work, a relaxor AFE orthorhombic R-phase ceramic in (1-x)NN-xCaTiO3 ((1-x)NN-xCT) solid solutions was found to show outstanding comprehensive energy-storage properties with giant Wrec = 6.6 J/cm3, high energy efficiency η = 80% and ultrahigh power density PD = 350 MW/cm3 as × ≥ 0.14. The results of Raman spectrum, Raman mapping and transmission electron microscopy demonstrate that introducing CT in NN will moderately enhance the local-structure inhomogeneity as compared with many other complex perovskites, thus benefiting the gradual transformation from AFE microdomains to AFE nanodomains with increasing CT content. This allows the polarization saturation to be reached at a relatively high electric field. Of particular importance is that the high band-gap in NN and CT, refined grain size and suppressed dielectric loss enable obviously enhanced dielectric breakdown strength. As a result, the proper balance between those different factors leads to an obvious improvement in the overall energy-storage performance of the AFE R-phase region. The above results demonstrate that the local structure engineering is expected to play a crucial role in the achievement of excellent energy-storage properties in NN-based lead-free relaxor AFE ceramics.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
量子星尘发布了新的文献求助30
4秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
去码头整点薯条完成签到 ,获得积分10
5秒前
时代更迭完成签到 ,获得积分10
6秒前
7秒前
652183758完成签到 ,获得积分10
7秒前
活力酒窝完成签到 ,获得积分10
11秒前
lizuosheng1972完成签到,获得积分10
13秒前
15秒前
19秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
19秒前
19秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
21秒前
23秒前
andre20完成签到 ,获得积分10
24秒前
蔡从安完成签到,获得积分20
27秒前
爱学习的结香酱完成签到 ,获得积分20
31秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
32秒前
魁梧的觅松完成签到 ,获得积分10
32秒前
青水完成签到 ,获得积分10
33秒前
34秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
39秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
44秒前
lorentzh完成签到,获得积分10
46秒前
50秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
53秒前
在水一方应助King16采纳,获得10
54秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
56秒前
58秒前
科研摆渡人完成签到,获得积分10
59秒前
1分钟前
lyw发布了新的文献求助10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
King16发布了新的文献求助10
1分钟前
凌泉完成签到 ,获得积分10
1分钟前
量子星尘发布了新的文献求助10
1分钟前
魔幻沛菡完成签到 ,获得积分10
1分钟前
一颗红葡萄完成签到 ,获得积分10
1分钟前
搜集达人应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
安鹏应助科研通管家采纳,获得10
1分钟前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Forensic and Legal Medicine Third Edition 5000
Introduction to strong mixing conditions volume 1-3 5000
Agyptische Geschichte der 21.30. Dynastie 3000
„Semitische Wissenschaften“? 1510
从k到英国情人 1500
Cummings Otolaryngology Head and Neck Surgery 8th Edition 800
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5764867
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 5555863
关于积分的说明 15406689
捐赠科研通 4899790
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2635997
邀请新用户注册赠送积分活动 1584181
关于科研通互助平台的介绍 1539489