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Formation of Niobate Complex Glass-Ceramic and Effect of Crystal Nucleates on Dielectric Properties

材料科学 电介质 陶瓷 拉曼光谱 晶体结构 透射电子显微镜 钙钛矿(结构) 粒度 化学工程 矿物学 复合材料 纳米技术 结晶学 光电子学 冶金 光学 化学 物理 工程类
作者
Hongwei Guo,Nantian Zhu,Yun Bai,Yibo Gao,Shouyi Guo,Relva C. Buchanan
出处
期刊:Crystal Growth & Design [American Chemical Society]
卷期号:24 (3): 1357-1366
标识
DOI:10.1021/acs.cgd.3c01316
摘要

Glass-ceramics have great potential as a dielectric material in energy storage. Grain refinement is an effective measure to improve the energy storage performance of dielectric materials. In this study, NaNbO3–Ba0.27Sr0.75Nb2O6 (NN-BSN) complex glass-ceramic was prepared through the investigation and design of heat-treatment processes. The NN perovskite structure and BSN tungsten bronze structure are comparable, and heat treatment was employed to encapsulate the two phases, thereby achieving grain refinement. High-resolution transmission electron microscopy (HR-TEM) images were measured using Gatan Digital software, revealing a maximum lattice spacing of 0.067 nm in the selected area and a maximum interplanar spacing of 0.003 nm–1 in the SAED pattern. Furthermore, the influence of ZrO2 and TiO2, with equal content, on the material structure and performance stability was studied. Raman analysis revealed that ZrO2 exists as an intermediate network in the structure, resulting in good high-temperature stability of the samples. TiO2 acted as a crystal nucleating agent, promoting grain growth and enhancing the polarization performance of the samples.
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