Bi0.5Na0.5TiO3-based relaxor-ferroelectric ceramics for low-electric-field dielectric energy storage via bidirectional optimization strategy

电介质 材料科学 陶瓷 铁电性 电场 极化(电化学) 储能 电压 光电子学 凝聚态物理 工程物理 电气工程 复合材料 物理 物理化学 热力学 化学 功率(物理) 量子力学 工程类
作者
Qi Wang,Bing Xie,Qiuyu Zheng,Mohsin Ali Marwat,Zhiyong Liu,Pu Mao,Shenglin Jiang,Haibo Zhang
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:452: 139422-139422 被引量:70
标识
DOI:10.1016/j.cej.2022.139422
摘要

Dielectric ceramics for electrostatic energy storage suffer from low recoverable-energy-density (Wrec) at a low-electric-field (LEF), constraining their use in downsizing integrated electronic devices and low operating voltage environments. Here, we report a 0.85Bi0.5Na0.5TiO3–0.15(Sr0.7Bi0.2)(Mg1/3Nb2/3)O3 (0.85BNT–0.15SBMN) relaxor ferroelectric ceramic that exhibits a high Wrec of 3.6 J/cm3 at a LEF of 200 kV/cm. This Wrec is among one of the highest under the equivalent applied electric field for relaxor ferroelectrics reported so far. It is revealed that the construction of Sr2+-Sr2+ ion pairs to replace the pristine Bi3+-Na+ ion pairs and the introduction of SBMN yield a high concentration of Bi3+ at the A-site, leading to high polarization (52.4 μC/cm2 at 200 kV/cm). Additionally, the newly introduced Mg2+ and Nb5+ at the B-site to replace the host Ti4+ causes local random fields (LRFs) that disrupt the long-range-ordered ferroelectric micro-domains, leading to the generation of the polar nanoregions with favorable relaxation properties. Above bidirectional optimization strategy leads to substantial Wrec improvements at a LEF. Furthermore, the variation of Wrec is less than 0.4 J/cm3 and 0.5 J/cm3 in a wide frequency (10 Hz–1000 Hz) and temperature (20 to 120 °C) range, indicating a good frequency and thermal stability. This finding provides a new guideline for fabricating LEF dielectric energy storage 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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
黄花完成签到 ,获得积分10
1秒前
刘珍荣完成签到,获得积分10
2秒前
2秒前
紫金之巅完成签到 ,获得积分10
2秒前
Gang完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
4秒前
5秒前
CYYDNDB完成签到 ,获得积分10
5秒前
粿粿一定行完成签到 ,获得积分10
6秒前
7秒前
战战完成签到,获得积分10
8秒前
xlk2222完成签到,获得积分10
11秒前
笨笨以莲完成签到,获得积分10
11秒前
YHX完成签到,获得积分10
12秒前
沐沐心完成签到 ,获得积分10
13秒前
13秒前
14秒前
哭泣笑柳发布了新的文献求助10
14秒前
轻松白桃完成签到,获得积分10
14秒前
JasVe完成签到 ,获得积分10
17秒前
wakkkkk完成签到,获得积分10
17秒前
含蓄听南完成签到,获得积分10
17秒前
HH给HH的求助进行了留言
17秒前
芋你呀完成签到,获得积分10
18秒前
西蓝花香菜完成签到 ,获得积分10
18秒前
无花果应助兔子采纳,获得10
18秒前
请勿继续完成签到,获得积分10
20秒前
搞怪的婴完成签到,获得积分10
21秒前
Loooong完成签到,获得积分0
21秒前
23秒前
fuguier完成签到,获得积分10
25秒前
大橙子发布了新的文献求助10
25秒前
王旭完成签到,获得积分10
27秒前
轻松白桃发布了新的文献求助10
27秒前
27秒前
Distance发布了新的文献求助10
28秒前
鲤鱼青雪完成签到,获得积分10
28秒前
耳机单蹦完成签到,获得积分10
29秒前
苻醉山完成签到 ,获得积分0
29秒前
高分求助中
【提示信息,请勿应助】关于scihub 10000
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] 3000
徐淮辽南地区新元古代叠层石及生物地层 3000
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
Handbook of Industrial Diamonds.Vol2 1100
Global Eyelash Assessment scale (GEA) 1000
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 550
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 4038184
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3575908
关于积分的说明 11373872
捐赠科研通 3305715
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1819255
邀请新用户注册赠送积分活动 892662
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 815022