晶粒尺寸对(Pb_(0.86)La_(0.07)Sr_(0.07))(Zr_(0.9)Ti_(0.1))O_(3)反铁电陶瓷的储能性能的影响

摘要

反铁电陶瓷由于具有较大的储能密度、较高的功率密度、较快的充放电速率以及优异的温度稳定性,是目前储能陶瓷领域极具潜力的材料。进一步提高反铁电陶瓷的储能密度及储能效率是本领域研究的热点。通过高能球磨法和普通球磨法分别制备了掺锶的锆钛酸镧铅(Pb_(0.86)La_(0.07)Sr_(0.07))(Zr_(0.9)Ti_(0.1))O_(3)(PLZST)反铁电陶瓷,并研究了两种球磨方式产生的不同的晶粒尺寸对PLZST陶瓷的微观结构、介电、极化强度以及储能性能的影响。结果表明,采用高能球磨法制备的PLZST反铁电陶瓷相对普通球磨法制备出的陶瓷的晶粒尺寸显著减小,陶瓷平均晶粒尺寸由1.33μm降低为0.85μm。此外,采用高能球磨法制备的PLZST反铁电陶瓷的耐击穿电场大于200 kV/cm,大于普通球磨得到的陶瓷的120 kV/cm,且其放电储能密度为2.92 J/cm3,储能效率为89.1%,并且具有良好的温度稳定性和频率稳定性。