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基于BF-BT的高熵陶瓷的熵工程用于超高性能储能

材料科学 2026-06-26 v1
作者: Yitao Jiao , Zhenhao Fan , Dawei Wang , Hai-Feng Li
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摘要

介电电容器在脉冲功率应用中前景广阔，但无铅块体陶瓷的储能性能常受限于低击穿强度和大的铁电滞回。本文将对高熵钙钛矿氧化物BaTi0.2Zr0.2Sn0.2Hf0.2Nb0.1Sc0.1O3引入BF-BT基体中以开发无铅高熵铁电陶瓷。多组分B位替代引起晶格畸变、增强的伪立方特征、弛豫行为和晶粒细化。这些效应抑制极化滞回和电导，导致击穿强度显著提升。实现了840 kV/cm的最大击穿强度和10.55 J/cm3的可恢复能量密度。熵诱导的微观结构异质性促进更均匀的电场分布并延迟介电击穿。本工作证明了熵工程作为在无铅铁电陶瓷中实现高击穿强度和优越储能性能的有效途径。

关键词

高熵陶瓷 熵工程 储能 无铅铁电体 击穿强度 BF-BT 弛豫行为 晶粒细化

引用

@article{arxiv.2606.27621,
  title  = {Entropy engineering of BF-BT-based high-entropy ceramics for ultra-high energy storage performance},
  author = {Yitao Jiao and Zhenhao Fan and Dawei Wang and Hai-Feng Li},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2606.27621},
  year   = {2026}
}

备注

11 pages, 10 figures