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 工程类 功率(物理) 量子力学
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:106
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
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
科研通AI2S应助lZzz采纳,获得10
刚刚
刚刚
刚刚
无花果应助111111aaa采纳,获得10
1秒前
满意凌雪完成签到,获得积分10
1秒前
吉良吉影完成签到,获得积分10
1秒前
Nov_shine完成签到,获得积分10
2秒前
火锅完成签到,获得积分10
2秒前
居糯糯发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
狂野半芹发布了新的文献求助10
3秒前
kingdomhe发布了新的文献求助10
3秒前
小鱼完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
美满又蓝发布了新的文献求助30
3秒前
烟花应助111采纳,获得10
4秒前
曾经不评完成签到,获得积分10
4秒前
yyyyy完成签到,获得积分10
4秒前
xiaotong发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
5秒前
艾莎莎5114完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
共享精神应助木子李1992采纳,获得20
5秒前
我3发布了新的文献求助10
5秒前
袁奇点完成签到,获得积分0
5秒前
6秒前
7秒前
情怀应助qlwko采纳,获得10
7秒前
吴泰霞发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
空空发布了新的文献求助10
8秒前
Crystal驳回了Lucas应助
8秒前
元谷雪发布了新的文献求助10
8秒前
猪哥完成签到 ,获得积分10
8秒前
差不多姑娘完成签到 ,获得积分10
8秒前
noahxinny完成签到,获得积分10
9秒前
Celine发布了新的文献求助10
9秒前
李爱国应助Viola采纳,获得10
9秒前
9秒前
高分求助中
Markov Chain Monte Carlo 10000
(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
Common Foundations of American and East Asian Modernisation: From Alexander Hamilton to Junichero Koizumi 5000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
政治传播过程中的外交与说服——以中苏友好协会为例的历史考察 566
Discerning Saints: Moralization of Intrinsic Motivation and Selective Prosociality at Work 500
Handbuch Trainingswissenschaft – Trainingslehre 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7580222
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9159768
关于积分的说明 19596271
捐赠科研通 7162829
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3265857
关于科研通互助平台的介绍 2430774
邀请新用户注册赠送积分活动 2256746