Al_(2)O_(3)层厚度对PbZrO_(3)/Al_(2)O_(3)异质结薄膜储能性能的影响

为了提高Pt/PbZrO_(3)/Pt电介质电容器的储能密度,通过热蒸镀和自然氧化方法在Pt/Ti/SiO_(2)/Si基板上沉积了厚度为0~10 nm的Al_(2)O_(3)(AO)层,采用化学溶液沉积法制备PbZrO_(3)薄膜,研究了Al_(2)O_(3)层厚度对PbZrO_(3)/Al_(2)O_(3)(PZO/AO)异质结薄膜储能性能的影响。结果表明:随着AO层厚度的增加,PZO/AO异质结薄膜的击穿电场强度逐渐增大,极化电场电滞回线由反铁电特征转变为铁电特征。当PZO/AO异质结薄膜的AO层厚度为5 nm时,储能密度最大值为21.2 J/cm^(3)。

电介质储能材料

电介质电容器是一种通过电介质在外加电场作用下的极化以及正负电荷的分离来储存能量的储能系统。与燃料电池、锂离子电池、超级电容器等通过离子迁移或化学反应实现能量转换的化学储能系统相比,电介质电容器由于其储能过程不涉及离子迁移扩散和化学反应,充放电反应迅速,功率密度极高,在许多需要快速充放电和高功率密度的应用场景中具有突出优势。

(1-x)PbZrO_(3)-xBaTiO_(3)薄膜的制备及储能性能

电介质电容器在脉冲功率领域具有广阔的应用前景,其储能密度和储能效率的提高是目前研究的热点。通过PbZrO_(3)(PZO)和BaTiO_(3)(BTO)两相固溶的方式,制备(1-x)PZO-xBTO(x为0、0.1、0.2、0.3和0.4)固溶体薄膜,旨在提高介电强度,从而改善其储能密度和储能效率。结果表明:随着BTO含量增加,薄膜的晶粒尺寸逐渐减小,且薄膜由反铁电体逐渐转变为弛豫铁电体,导致其介电强度提高。当x=0.3时,(1-x)PZO-xBTO薄膜具有最大的可恢复储能密度,为11.62 J/cm^(3),较纯PZO薄膜提高了31.6%。当x=0.4时,薄膜储能效率达到62.3%,较纯PZO薄膜提高了62.7%。

高储能密度低损耗介电高分子功能复合材料的研究进展

本文归纳和总结了高储能密度低损耗介电高分子复合材料的研究进展,主要包括全有机聚合物、陶瓷/聚合物高介电复合材料、纳米结构-陶瓷/聚合物高介电三相复合材料和多层复合结构薄膜的研究情况,同时分析比较了各种改性方法的优缺点。

差频式悬浮轴振动测量传感器的设计

提出了一种新的悬浮轴振动测量传感器,它由导电介质电容传感器和反射式光电编码器构成组合传感器,振荡器和差频计数器构成信号处理电路,并利用角度等分采样和单片机控制实现振动位移测量功能。重点阐述了传感器各组成环节的设计思路与参数确定,给出了实验数据;介绍了利用反射式光电编码器实现等转角采样,还可以用于悬浮轴的转角、转速等其他参数的测量,实现了差频计数器被测频率信号与采样控制信号之间的同步锁定功能,消减了计数误差,提高了测量精度。

LSCO/NBT/LSCO异质结铁电储能性能

采用磁控溅射法和脉冲激光沉积法,以钛酸锶(001)SrTiO3(STO)单晶基片为衬底,制备了La0.5Sr0.5CoO3/Na0.5Bi0.5TiO3/La0.5Sr0.5CoO3(LSCO/NBT/LSCO)铁电电介质电容器,X射线衍射证实了[001]NBT// [001]LSCO//[001]STO外延关系。外延NBT薄膜电容器的有效储能密度Wrec随外加电场的增加呈线性增大规律,在1250 kV/cm时,Wrec达到了25.7 J/cm3,转化效率η为64.7%。此外,在室温到120℃的温度范围内,Wrec和η都具有较好的热稳定性。大的Wrec和热稳定性归因于外延NBT薄膜中较少的缺陷和晶界。

Sr_(0.7)Bi_(0.2)TiO_(3)改性Bi_(0.5)Na_(0.5)TiO_(3)基薄膜电储能特性的优化

无铅(Bi_(0.5)Na_(0.5))TiO_(3)(BNT)基弛豫铁电薄膜以其高Curie温度和大极化在介质储能中受到广泛关注,然而较低的击穿电场限制了它们的应用。选择Sr_(0.7)Bi_(0.2)TiO_(3)(SBT)作为固溶组元,通过组分调控提高薄膜击穿强度,优化储能性能。结果表明:BNT–xSBT薄膜均为单一钙钛矿结构,没有明显的第二相。随SBT含量增加,晶胞参数先增大后降低,介电常数略微下降,介电损耗保持稳定,击穿强度先上升后降低。最终,在最优组分样品BNT–0.40SBT中获得了3622.25 kV/cm的高击穿强度和85.99 J/cm^(3)的高储能密度。这种优异的能量存储密度和出色的稳定性,表明样品BNT–0.40SBT是脉冲功率和电力电子应用电容器的有前途的候选者。