Исследование свойств наноструктурированной сегнетоэлектрической стеклокерамики BST для устройств накопления энергии

Abstract

В ходе работы выполнены исследования свойств наноструктурированной сегне-тоэлектрической стеклокерамики (Ba,Sr)TiO3, которые влияют на предельную энерго-емкость данных материалах при применении в конденсаторных устройствах накопле-ния энергии. Показана взаимосвязь между составом и параметрами синтеза стеклоке-рамики с микроструктурой, диэлектрическими свойствами и доменной структурой. Показано, что оптимальное соотношение SiO2/Al2O3 составляет около 1.4, а концентрация добавки AlF3 2 моль%. Показано, что добавление La2O3 приводит к уменьшению среднего размера зерен, сопровождающееся увеличением показателя блокировки (увеличение вклада сопротивления областей межзеренных интефейсов), смещением фазового перехода в область меньших температур. Исследованные составы стеклокерамики имеют размытый фазовый переход и диэлектрические свойства, характерные для релаксорных сегнетоэлектриков.

Properties of nanostructured ferroelectric (Ba,Sr)TiO3 glass-ceramics important for en-ergy storage properties were studied. The relation between glass-ceramics composition, syn-thesis parameters, microstructure and domain structure was revealed. It was shown that the optimal ratio SiO2/Al2O3 is about 1.4, while the AlF3 concentration is 2 mol%. Addition of La2O3 leads to decrease of the average grain size accompanied by the increase of the blocking factor (increase of the input of the grain boundaries into total impedance) and shift of he phase transition into lower temperature. Studied glass-ceramics are characterized by diffuse phase transition and dielectric properties typical for relaxor ferroelectric.