การเตรียมและการศึกษาลักษณะเฉพาะของเซรามิก 0.50(BaZr0.20Ti0.80)O3-(0.50-x)(Ba0.70Ca0.30)TiO3-xBi0.50Li0.50TiO3 สำหรับการประยุกต์ใช้ในอุปกรณ์จัดเก็บพลังงานไฟฟ้าที่มีความจุสูง

บทคัดย่อ

ในงานวิจัยนี้ได้ทำการเตรียมเซรามิกพิโซอิเล็กทริกไร้สารตะกั่วระบบ 0.50(BaZr0.20Ti0.80)O3 - (0.50-x)(Ba0.70Ca0.30)TiO3 - xBi0.50Li0.50TiO3 ที่มีองค์ประกอบของ x(BLT) เท่ากับ x = 0, 0.02, 0.04, 0.06, 0.08 และ 0.10 wt.% ที่เตรียมด้วยวิธีปฏิกิริยาสถานะของแข็ง หลังจากนั้นศึกษาการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างเฟส โครงสร้างจุลภาค สมบัติไดอิเล็กทริก สมบัติเฟร์โรอิเล็กทริก และค่าความหนาแน่นของการกักเก็บพลังงานของเซรามิกที่เตรียมได้ พบว่าเซรามิกมีโครงสร้างเฟสร่วมกันระหว่างออโทรอมบิกและเททระโกนอลในทุกๆ ตัวอย่างที่เจือปริมาณ xBLT ขนาดเกรนเฉลี่ยมีแนวโน้มลดลงเมื่อมีการเพิ่มขึ้นของปริมาณ xBLT จากการศึกษาค่าการกระจายตัวของเฟส พบว่ามีค่าอยู่ระหว่าง 1.40-1.68 แสดงให้เห็นว่าเซรามิกมีพฤติกรรมแบบรีแลกเซอร์ จากการศึกษาค่าคงที่ไดอิเล็กทริก พบว่าค่าคงที่ไดอิเล็กทริกถูกปรับปรุงให้ดีขึ้นโดยมีค่า ?r ~ 12,697 ที่ความถี่ 1 kHz เมื่อเจือปริมาณ x(BLT) = 0.02 wt.%. นอกจากนี้ยังพบว่าค่าความหนาแน่นของการกักเก็บพลังงานมีค่าสูงสุด โดยมีค่า Wrec = 0.069 J/cm3 และค่าสัมประสิทธิ์ของการกักเก็บพลังงานดีที่สุดเมื่อเจือปริมาณ x(BLT)=0.08 wt.% โดย ? = 95.8% ที่สนามไฟฟ้า 20 kV/cm

คำสำคัญ

ระดับความพร้อมของโครงการ