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: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
Erintsai完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
1秒前
SciGPT应助026采纳,获得10
1秒前
2秒前
华仔应助chong0919采纳,获得10
2秒前
司徒文青应助Lucas采纳,获得30
2秒前
2秒前
3秒前
3秒前
852应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
3秒前
3秒前
3秒前
英姑应助科研通管家采纳,获得10
3秒前
4秒前
丁昆发布了新的文献求助10
4秒前
垃圾桶发布了新的文献求助10
4秒前
CodeCraft应助poppy采纳,获得10
5秒前
捕猎者hhr发布了新的文献求助10
6秒前
浅尝离白完成签到,获得积分0
7秒前
7秒前
JamesPei应助小Q啊啾采纳,获得10
7秒前
7秒前
7秒前
hjp发布了新的文献求助10
7秒前
Li发布了新的文献求助10
8秒前
丁昆完成签到,获得积分20
9秒前
chong0919完成签到,获得积分10
10秒前
hiyuz发布了新的文献求助10
12秒前
yyljc完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
13秒前
情怀应助大力的诗蕾采纳,获得10
13秒前
14秒前
SciGPT应助PRIPRO采纳,获得10
15秒前
lonelymusic完成签到,获得积分10
15秒前
眼睛大雨筠应助帅气男孩采纳,获得30
15秒前
radio完成签到,获得积分10
15秒前
智慧女孩发布了新的文献求助10
16秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Cognitive Neuroscience: The Biology of the Mind 1000
Technical Brochure TB 814: LPIT applications in HV gas insulated switchgear 1000
Toward a Combinatorial Approach for the Prediction of IgG Half-Life and Clearance 500
ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition 500
Picture Books with Same-sex Parented Families: Unintentional Censorship 500
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 500
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 3969917
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3514626
关于积分的说明 11175060
捐赠科研通 3249928
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1795165
邀请新用户注册赠送积分活动 875617
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 804891