核壳铁电陶瓷中的超高介电常数：理论途径与实际结论
材料科学
2017-12-13 v1
摘要
大多数经典铁电材料（如 BaTiO3（BT）及相关化合物）中的铁电异常倾向于随晶粒尺寸减小而扩散并最终消失。这使人质疑极细小颗粒中铁电性的存在性。然而文献中也有关于在特定工艺或掺杂下（例如在 BT 族或 CaCu3Ti4O12 族中）出现超高介电常数值的报道，并提出了利用（IBLC）的解释。我们在陶瓷的核壳模型框架内考虑了这些效应。通过假定核（无论是介电体还是铁电体）具有非零电导率，可复现上述超高值。特别地，获得了巨大的介电常数背景和 Maxwell-Wagner 弛豫，与实验情形一致。还考虑了不同类型的非均匀性（晶粒尺寸分布、导电与非导电相混合、孔隙率）并讨论了它们的影响。最后我们评估了 IBLC 化合物的储能潜力，观察到其相比非导电铁电体降低 2-4 倍（取决于陶瓷的结构化方式），这表明此类化合物的性能低于最优绝缘核壳结构。
引用
@article{arxiv.1712.04197,
title = {Ultrahigh permittivity in core-shell ferroelectric ceramics: Theoretical approach and practical conclusions},
author = {M. Anoufa and J. M. Kiat and C. Bogicevic},
journal= {arXiv preprint arXiv:1712.04197},
year = {2017}
}
备注
26 pages 9 figures