新型高性能陶瓷储能材料及电容器

新型高性能陶瓷储能材料及电容器，是化工、冶金与材料工程领域的前沿技术。

《新型电容器介电陶瓷储能材料》是化学工业出版社出版图书。

新型电容器介电陶瓷储能材料

• 出版社： 化学工业出版社

• ISBN：9787122386311

• 版次：1

• 商品编码：13215830

• 品牌：化学工业出版社

• 包装：平装

• 开本：16开

• 出版时间：2021-03-01

• 用纸：胶版纸

• 页数：222

• 正文语种：中文

内容简介

《新型电容器介电陶瓷储能材料》以作者多年来在储能微晶玻璃与陶瓷材料研究开发方面取得的科研成果为基础，较系统地总结了国内外在储能玻璃和陶瓷研究方面的最新成果，具体内容包括：电介质电容器与介电储能材料，介电微晶玻璃和陶瓷储能材料研究进展，电介质储能材料结构与性能表征，不同系列储能微晶玻璃的制备、结构和性能，添加稀土微晶玻璃储能材料的研究，单掺和复合离子掺杂BNT-BT陶瓷结构、铁电和储能性能，以及添加反铁电组元的BNT基陶瓷结构、铁电和储能性能的研究及应用领域。

《新型电容器介电陶瓷储能材料》可供材料、电子、能源、环境等领域从事科学研究、新材料开发、生产和管理的工作者阅读与参考，也可作为材料科学与工程、新能源材料与器件、无机非金属材料工程、功能材料、应用物理学等专业的本科生和研究生的教学参考书。

目录

第1章电介质电容器与介电储能材料

1.1引言001

1.2电介质电容器及应用003

1.2.1物理储能电容器003

1.2.2储能电容器的应用005

1.3电介质储能材料007

1.3.1按材质类型分类007

1.3.2按极化类型分类009

1.4储能密度的测试方法010

1.5影响电介质电容器性能的因素011

1.5.1影响储能密度的关键因素011

1.5.2固体电介质的击穿行为013

参考文献016

第2章介电微晶玻璃和陶瓷储能材料

2.1微晶玻璃概述018

2.1.1微晶玻璃的制备方法019

2.1.2玻璃的析晶原理020

2.1.3微晶玻璃的晶体生长022

2.1.4制造微晶玻璃常用的晶核剂及特点023

2.2介电储能微晶玻璃材料的研究进展024

2.2.1钛酸盐体系储能微晶玻璃024

2.2.2铌酸盐体系储能微晶玻璃025

2.3影响微晶玻璃材料储能性能的因素027

2.3.1微观结构027

2.3.2样品厚度028

2.3.3测试条件028

2.3.4界面极化029

2.4无铅储能陶瓷材料030

2.4.1无铅储能陶瓷材料简介030

2.4.2无铅储能陶瓷材料的制备033

2.4.3BNT基无铅储能陶瓷的研究进展036

2.4.4影响陶瓷储能性能的因素040

参考文献043

第3章电介质储能材料结构与性能表征

3.1电学性能050

3.1.1介电性能050

3.1.2铁电性能050

3.1.3击穿强度与韦伯分布051

3.1.4体积电阻率051

3.1.5交流阻抗谱051

3.1.6充放电性能052

3.1.7交直流电阻052

3.2差热分析(DTA)052

3.3物相分析(XRD)053

3.4结构分析(SEM)054

参考文献054

第4章SrO-BaO-Nb2O5-B2O3-SiO2微晶玻璃制备和性能

4.1引言055

4.2添加CeO2微晶玻璃的制备和性能055

4.2.1CeO2对玻璃析晶动力学的影响056

4.2.2CeO2对微晶玻璃相组成和微观结构的影响059

4.2.3CeO2对微晶玻璃介电性能的影响061

4.2.4CeO2对微晶玻璃击穿强度的影响062

4.2.5CeO2对微晶玻璃电滞回线的影响063

4.2.6CeO2对微晶玻璃储能密度的影响064

4.3添加BaF2微晶玻璃的制备和性能065

4.3.1BaF2对玻璃析晶动力学的影响065

4.3.2BaF2对微晶玻璃微观结构的影响068

4.3.3BaF2对微晶玻璃介电性能的影响069

4.3.4BaF2对微晶玻璃击穿强度的影响070

4.3.5BaF2对微晶玻璃电滞回线及储能密度的影响071

4.4电极结构对微晶玻璃储能密度的影响071

4.4.1电极结构的设计071

4.4.2电极/微晶玻璃界面显微结构分析073

4.4.3电性能分析073

参考文献074

第5章SrO-BaO-Nb2O5-B2O3微晶玻璃制备和性能

5.1引言076

5.2微晶玻璃的制备076

5.3热处理温度对微晶玻璃结构和性能的影响077

5.3.1玻璃的DTA分析077

5.3.2热处理温度对微晶玻璃相组成的影响078

5.3.3热处理温度对微晶玻璃微观组织的影响078

5.3.4热处理温度对微晶玻璃介电性能的影响078

5.4Sr/Ba比对微晶玻璃结构和性能的影响080

5.4.1Sr/Ba比对微晶玻璃微观结构的影响080

5.4.2Sr/Ba比对微晶玻璃介电性能的影响082

5.4.3Sr/Ba比对微晶玻璃击穿强度的影响082

5.4.4Sr/Ba比对微晶玻璃铁电性能的影响082

5.4.5Sr/Ba比对微晶玻璃储能密度的影响084

5.5添加Gd2O3对微晶玻璃结构和性能的影响084

5.5.1添加Gd2O3微晶玻璃的制备084

5.5.2微晶玻璃的DTA分析085

5.5.3微晶玻璃的物相分析085

5.5.4微晶玻璃的SEM分析086

5.5.5介电性能分析087

5.5.6击穿强度分析088

5.5.7铁电性能分析089

参考文献090

第6章(La2O3,Sm2O3)-SrO-BaO-Nb2O5-B2O3-ZnO微晶玻璃的制备和性能

6.1引言092

6.2基础玻璃的制备092

6.3微晶玻璃的结构和性能表征093

6.3.1热处理温度的确定093

6.3.2物相分析094

6.3.3稀土氧化物含量对微晶玻璃显微组织的影响096

6.3.4稀土氧化物含量对微晶玻璃介电性能的影响098

6.3.5稀土氧化物对击穿强度的影响098

6.3.6稀土氧化物微晶玻璃的阻抗谱分析099

6.3.7稀土氧化物含量对铁电性能的影响101

6.3.8稀土氧化物含量对微晶玻璃储能性能的影响103

参考文献107

第7章SrO-BaO-Nb2O5-B2O3-P2O5微晶玻璃的制备和性能

7.1引言108

7.2微晶玻璃的制备108

7.3P2O5对微晶玻璃相组成及显微结构的影响109

7.3.1P2O5对微晶玻璃相组成的影响109

7.3.2P2O5对微晶玻璃显微结构的影响110

7.4P2O5对微晶玻璃电性能的影响111

7.4.1P2O5对微晶玻璃介电性能的影响111

7.4.2P2O5对微晶玻璃击穿性能的影响111

7.4.3微晶玻璃的阻抗谱分析112

7.4.4P2O5对微晶玻璃铁电性能的影响113

7.4.5P2O5对微晶玻璃储能性能的影响114

参考文献116

第8章单离子掺杂的BNT-BT陶瓷结构、铁电和储能性能

8.1引言117

8.2储能陶瓷的制备118

8.3La、Zr掺杂对BNT-BT陶瓷结构和性能的影响120

8.3.1La、Zr掺杂对BNT-BT陶瓷相组成的影响120

8.3.2La、Zr掺杂对BNT-BT陶瓷显微结构的影响121

8.3.3La、Zr掺杂对BNT-BT陶瓷铁电性能的影响123

8.3.4La、Zr掺杂对BNT-BT陶瓷储能性能的影响126

8.3.5La、Zr掺杂对BNT-BT陶瓷介电性能的影响128

8.3.6La、Zr掺杂对BNT-BT陶瓷阻抗性能的影响131

8.3.7La、Zr掺杂对BNT-BT陶瓷电导率的影响132

8.4Sm、Hf掺杂对BNT-BT陶瓷结构和性能的影响133

8.4.1Sm、Hf掺杂对BNT-BT陶瓷相组成的影响133

8.4.2Sm、Hf掺杂对BNT-BT陶瓷显微结构的影响134

8.4.3Sm、Hf掺杂对BNT-BT陶瓷铁电性能的影响136

8.4.4Sm、Hf掺杂对BNT-BT陶瓷储能性能的影响139

8.4.5Sm、Hf掺杂对BNT-BT陶瓷介电性能的影响140

8.4.6Sm、Hf掺杂对BNT-BT陶瓷阻抗性能的影响142

8.4.7Sm、Hf掺杂对BNT-BT陶瓷电导率的影响142

8.5硝酸盐掺杂对BNT-BT陶瓷结构和性能的影响144

8.5.1硝酸盐掺杂对BNT-BT陶瓷相结构、微观结构的影响144

8.5.2硝酸盐掺杂对BNT-BT陶瓷铁电与储能性能的影响147

8.5.3硝酸盐掺杂对BNT-BT陶瓷电导率和阻抗的影响149

8.6Bi/Na比对BNT-BT陶瓷结构和性能的影响152

8.6.1Bi/Na比对BNT-BT陶瓷相结构、微观结构的影响153

8.6.2Bi/Na比对BNT-BT陶瓷铁电与储能性能的影响154

8.6.3Bi/Na比对BNT-BT陶瓷介电性能的影响155

参考文献157

第9章复合离子掺杂的BNT-BKT陶瓷结构、铁电和储能性能

9.1引言159

9.2陶瓷的制备160

9.3(Al0.5Nb0.5)4 复合离子对BNT-BKT陶瓷结构和性能的影响160

9.3.1(Al0.5Nb0.5)4 复合离子对BNT-BKT陶瓷相组成的影响160

9.3.2(Al0.5Nb0.5)4 复合离子对BNT-BKT陶瓷显微结构的影响161

9.3.3(Al0.5Nb0.5)4 复合离子对BNT-BKT陶瓷铁电性能的影响162

9.3.4(Al0.5Nb0.5)4 复合离子对BNT-BKT陶瓷储能性能的影响163

9.3.5(Al0.5Nb0.5)4 复合离子对BNT-BKT陶瓷介电性能的影响164

9.3.6(Al0.5Nb0.5)4 复合离子对BNT-BKT陶瓷阻抗性能的影响165

9.4(Mg1/3Nb2/3)4 复合离子对BNT-BKT陶瓷结构和性能的影响167

9.4.1(Mg1/3Nb2/3)4 复合离子对BNT-BKT陶瓷相组成的影响167

9.4.2(Mg1/3Nb2/3)4 复合离子对BNT-BKT陶瓷显微结构的影响168

9.4.3(Mg1/3Nb2/3)4 复合离子对BNT-BKT陶瓷铁电性能的影响169

9.4.4(Mg1/3Nb2/3)4 复合离子对BNT-BKT陶瓷储能性能的影响169

9.4.5(Mg1/3Nb2/3)4 复合离子对BNT-BKT陶瓷介电性能的影响171

9.5(Sr1/3Nb2/3)4 复合离子对BNT-BKT陶瓷结构和性能的影响173

9.5.1(Sr1/3Nb2/3)4 复合离子对BNT-BKT陶瓷相组成的影响173

9.5.2(Sr1/3Nb2/3)4 复合离子对BNT-BKT陶瓷显微结构的影响175

9.5.3(Sr1/3Nb2/3)4 复合离子对BNT-BKT陶瓷铁电和储能性能的影响175

9.5.4(Sr1/3Nb2/3)4 复合离子对BNT-BKT陶瓷介电性能的影响179

9.6(Fe1/4Sc1/4Nb1/2)4 复合离子对BNT-BKT陶瓷结构和性能的影响181

9.6.1(Fe1/4Sc1/4Nb1/2)4 复合离子对BNT-BKT陶瓷相组成的影响181

9.6.2(Fe1/4Sc1/4Nb1/2)4 复合离子对BNT-BKT陶瓷显微结构的影响182

9.6.3(Fe1/4Sc1/4Nb1/2)4 复合离子对BNT-BKT陶瓷铁电性能的影响184

9.6.4(Fe1/4Sc1/4Nb1/2)4 复合离子对BNT-BKT陶瓷储能性能的影响185

9.6.5(Fe1/4Sc1/4Nb1/2)4 复合离子对BNT-BKT陶瓷介电性能的影响186

参考文献187

第10章反铁电组元调控BNT基陶瓷结构、铁电和储能性能

10.1引言189

10.2储能陶瓷的制备190

10.3Cs2Nb4O11对BNT-BKT陶瓷结构和性能的影响190

10.3.1Cs2Nb4O11对BNT-BKT陶瓷相组成的影响190

10.3.2Cs2Nb4O11对BNT-BKT陶瓷显微结构的影响192

10.3.3Cs2Nb4O11对BNT-BKT陶瓷铁电性能的影响193

10.3.4Cs2Nb4O11对BNT-BKT陶瓷储能性能的影响195

10.3.5Cs2Nb4O11对BNT-BKT陶瓷应变性能的影响195

10.3.6Cs2Nb4O11对BNT-BKT陶瓷介电性能的影响197

10.4Cs2Nb4O11对BNT-BT陶瓷结构和性能的影响199

10.4.1Cs2Nb4O11对BNT-BT陶瓷相组成的影响199

10.4.2Cs2Nb4O11对BNT-BT陶瓷显微结构的影响199

10.4.3Cs2Nb4O11对BNT-BT陶瓷铁电性能的影响201

10.4.4Cs2Nb4O11对BNT-BT陶瓷储能性能的影响203

10.4.5Cs2Nb4O11对BNT-BT陶瓷应变性能的影响203

10.4.6Cs2Nb4O11对BNT-BT陶瓷介电性能的影响204

10.5Ca0.3Sr0.7TiO3对BNT-BT陶瓷结构和性能的影响205

10.5.1Ca0.3Sr0.7TiO3对BNT-BT陶瓷相组成的影响205

10.5.2Ca0.3Sr0.7TiO3对BNT-BT陶瓷显微结构的影响206

10.5.3Ca0.3Sr0.7TiO3对BNT-BT陶瓷铁电性能的影响207

10.5.4Ca0.3Sr0.7TiO3对BNT-BT陶瓷储能性能的影响209

10.5.5Ca0.3Sr0.7TiO3对BNT-BT陶瓷应变性能的影响210

10.5.6Ca0.3Sr0.7TiO3对BNT-BT陶瓷介电性能的影响212

10.6Ca0.3Sr0.7TiO3对BNT-BKT陶瓷结构和性能的影响214

10.6.1Ca0.3Sr0.7TiO3对BNT-BKT陶瓷相组成的影响214

10.6.2Ca0.3Sr0.7TiO3对BNT-BKT陶瓷显微结构的影响214

10.6.3Ca0.3Sr0.7TiO3对BNT-BKT陶瓷铁电性能的影响215

10.6.4Ca0.3Sr0.7TiO3对BNT-BKT陶瓷储能性能的影响217

10.6.5Ca0.3Sr0.7TiO3对BNT-BKT陶瓷应变性能的影响218

10.6.6Ca0.3Sr0.7TiO3对BNT-BKT陶瓷介电性能的影响220

参考文献221 2100433B

高性能陶瓷是指以精制的高纯、超细人工合成的无机化合物为原料，采用精密控制的制备工艺烧结，具有远胜过以往传统陶瓷性能的新一代陶瓷又称为先进陶瓷、精细陶瓷、新型陶瓷或高技术陶瓷。

双电层电容器具有功率密度高、循环稳定性强、绿色环保和超低温特性稳定等优点，是未来理想的储能设备。该类电容器的发展重点是能量密度提升，这主要取决于电极／电解质界面的双电层结构以及电解质的电化学稳定性。为此，本项目选取离子液体在内的高浓度电解质为研究对象，采用表面力仪测量技术为主、分子动力学模拟为辅的技术手段，研究了关键参数对电解质在固/液界面的双电层结构的影响机制和内在机理。主要研究内容包括离子特异性及温度对离子液体固液界面结构的影响机理、水分子对离子液体固液界面结构的影响机理、高浓度电解质水溶液中固液界面的离子结构。所取得的研究成果总结如下：（1）明确了离子尺寸效应、工作温度分别对离子液体双电层结构和特征尺寸的影响机制，并从电解质微观结构以及与固体表面之间相互作用的角度给出了内在机理。（2）展示了离子液体界面结构随含水量不同的变化关系，并通过分析不同阶段水分子对电解质中离子间相互作用以及固体表面电荷的作用机理并解释了其中的原因。（3）证明了电解质水溶液在高浓度条件下的界面结构特征同样受到离子溶剂化效应的影响，并解释了离子水合和离子特异性在其中的作用机理。（4）通过改进表面力仪系统，实现了更高精度和分辨率的力探测技术。在项目的资助下，项目组共发表论文共计4篇，其中SCI收录论文3篇，EI收录论文1篇；培养及协助培养博士研究生1名，硕士研究生4名。