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
1秒前
脑洞疼应助zzxc采纳,获得10
1秒前
猫ovo猫发布了新的文献求助10
2秒前
褚浩然发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
huanhuan完成签到,获得积分10
2秒前
顾矜应助NIHAO采纳,获得10
3秒前
YIYI完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
3秒前
alan发布了新的文献求助10
4秒前
SciGPT应助追不到的光采纳,获得10
4秒前
长孙灵雁发布了新的文献求助10
4秒前
所所应助吴旭东采纳,获得10
5秒前
gpccyq发布了新的文献求助10
5秒前
盐究出了啥完成签到,获得积分10
7秒前
自信机器猫完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
8秒前
8秒前
林荫街皮蛋瘦肉株完成签到,获得积分10
9秒前
拉长的沛芹发布了新的文献求助200
9秒前
香蕉觅云应助小许同学采纳,获得10
9秒前
完美世界应助研友_Zb1rln采纳,获得10
10秒前
Misty发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
12秒前
Adam完成签到,获得积分10
12秒前
小凯发布了新的文献求助50
13秒前
荒岛完成签到,获得积分10
13秒前
闪闪小蜜蜂完成签到,获得积分10
13秒前
JensenYeung完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
14秒前
14秒前
小慕斯发布了新的文献求助10
14秒前
cola发布了新的文献求助30
15秒前
河马发布了新的文献求助10
16秒前
NIHAO完成签到,获得积分10
16秒前
科研通AI6.2应助JensenYeung采纳,获得10
17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 2000
Weaponeering: An Introduction Fourth Edition, Volume 1 1000
Advanced Weaponeering Fourth Edition, Volume 2 1000
悉尼大学博士学位论文,题目:Modelling and testing of one-sided stitched laminated composites. 作者:Kristopher P. Plain 700
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 610
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 7516337
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9104322
关于积分的说明 19435258
捐赠科研通 7121323
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3253770
关于科研通互助平台的介绍 2422538
邀请新用户注册赠送积分活动 2240633