锆锡钛酸铅钡镧反铁电陶瓷储能性能研究

《锆锡钛酸铅钡镧反铁电陶瓷储能性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号学号M201272093学校代码10487密级硕士学位论文锆锡钛酸铅钡镧反铁电陶瓷储能性能研究学位申请人：朱定洋学科专业：软件工程指导教师：张光祖答辩日期：2015.01.18ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringStudyontheEnergyStoragePerformanceofPBLZSTAnti-FerroelectricCeramicsCandidate：ZhuDingyangMaj

2、or：SoftwareEngineeringSupervisor：ZhangGuangzuHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaJanuary,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位

3、论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要反铁电体因具有独特的电滞回线以及相转变特征，可被用于高储能密度脉冲电容器中。本文研究的是锆锡钛酸

4、铅钡镧（PBLZST）反铁电陶瓷，该体系的陶瓷具有优异的储能性能。目前有诸多手段可用来提高反铁电陶瓷的储能密度，例如组分调控、元素掺杂、成分复合等，然而新的陶瓷烧结工艺对储能性能的影响，则尚未得到深入研究。因此，本文采用了热压的新工艺，从以下几个方面研究了PBLZST的储能性能：首先，本文对热压烧结工艺进行了设计，分别研究了烧结温度、保温时长、热压压力等因素对反铁电陶瓷性能的影响。实验结果表明：热压烧结制备的PBLZST，其烧结温度比起普通烧结可降低近200℃，可在1100℃下烧结成瓷。同时，保温时间为2小时，热压压力调整到70MP时，陶瓷成瓷

5、效果良好。其次，对于铅基陶瓷体系，烧结过程始终伴随着铅挥发。本文设计了五组不同铅过量组分，研究了PbO过量量对热压和普通烧结的PBLZST微观结构和储能性能的影响。结果表明：通过SEM分析，热压陶瓷样品晶粒轮廓清晰，微结构更加均匀，气孔率低，其中PbO过量量为6mol%的热压样品平均晶粒尺寸为1.8μm，致密度达到99.5％；击穿场强Weibull分析表明热压样品击穿场强普遍较高，最高达到180KV/cm；13高压电阻率测试结果表明热压样品电阻率大于10Ωm，较普通烧结样品高两个数量3级；热压法制备的反铁电陶瓷样品，其最高储能密度达到3.2J/

6、cm，该储能密度是普通烧结样品的2倍。由于在热压烧结过程中，样品通常处于缺氧状态，烧结的陶瓷会产生氧缺陷，这影响了陶瓷的电性能。本文通过设计不同的氧化后处理工艺，研究了后期氧处理对PBLZST储能性能的影响。结果表明：在850℃下，PBLZST在空气中氧化3小时，或在氧气氛下氧化1.5小时（通氧速率为50mL/min），氧化效果较好。处理后的PBLZST3样品的储能密度得到进一步提高，达到3.45J/cm。关键词：反铁电陶瓷热压烧结储能性能氧化后处理I华中科技大学硕士学位论文AbstractBecauseofitsuniqueelectrich

7、ysteresisloopandphasetransitionproperties,theanti-ferroelectricmaterialscanbeusedinpulsecapacitorsofhighenergystoragedensity.Inthispaper,wehavestudiedtheleadzirconatestannatetitanatelanthanumbarium(PBLZST)anti-ferroelectricceramics,whichhaveexcellentenergystorageperformance.

8、Manymethodscanbeusedtoimprovetheenergystoragedensityofanti-ferroelectriccer