大容量脈沖電容器用高耐壓介質(zhì)材料的研究.pdf

1、脈沖功率技術(shù)的發(fā)展越來(lái)越需要能源系統(tǒng)的小型化、輕量化。其中高容量高耐壓的儲(chǔ)能元件是能源系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分，提高儲(chǔ)能元件用電介質(zhì)材料的儲(chǔ)能密度意義重大。本文選用鈦酸鍶鉛為研究對(duì)象，研究了Bi2O3?3TiO2摻雜、CaO摻雜、Bi(Mg1/2Ti1/2)O3（簡(jiǎn)寫(xiě)B(tài)MT）摻雜以及制備工藝對(duì)(Sr,Pb)TiO3陶瓷的介電性、耐壓和儲(chǔ)能特性的影響。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　?。?）采用固相法制備了(1-x)Sr0.84Pb0.16TiO3-

2、xBi2O3?3TiO2（x=0,0.03,0.07,0.09,0.14）陶瓷，研究了Bi2O3?3TiO2摻雜量對(duì)陶瓷物相、顯微結(jié)構(gòu)和介電性能的影響。發(fā)現(xiàn)了Bi2O3?3TiO2含量的增加有助于晶粒的生長(zhǎng)、并且材料室溫下介電常數(shù)也不斷增加。材料的居里峰也隨著摻雜量的增加向高溫方向移動(dòng)，并出現(xiàn)明顯的弛豫特性。當(dāng)x=0.09時(shí)，陶瓷具有最較佳性能：εr=3044,tanδ=0.002,BDS=114.4kV/cm,在100kV/cm下的儲(chǔ)

3、能密度表達(dá)J=0.702J/cm3。
　?。?）在0.91Sr0.84Pb0.16TiO3-0.09Bi2O3?3TiO2的基礎(chǔ)上，研究了CaO摻雜對(duì)陶瓷組成、顯微結(jié)構(gòu)和介電性能的影響。發(fā)現(xiàn)少量摻雜CaO有助于進(jìn)一步提高陶瓷材料的介電常數(shù)，隨著CaO添加量的進(jìn)一步增加材料的介電常數(shù)隨之下降，擊穿場(chǎng)強(qiáng)基本不變，當(dāng)CaO摻雜量為0.005時(shí)，材料的介電常數(shù)升至3300左右，并且其耐壓強(qiáng)度相較于未摻雜樣品0.91Sr0.84Pb0.16

4、TiO3-0.09Bi2O3?3TiO2的變化也不是很大。
　?。?）采用固相法制備了(1-x)SPT-xBMT(x=0,0.02,0.04,0.06,0.08)陶瓷。對(duì)其結(jié)構(gòu)和性能的分析發(fā)現(xiàn)，隨著x值的增加擊穿場(chǎng)強(qiáng)增加，陶瓷材料展現(xiàn)出弛豫特性。陶瓷材料在x=0.06處具有最佳性能：εr=1980，tanδ=0.00325，BDS=160kV/cm，儲(chǔ)能密度J=0.544J/cm3（E=110kV/cm時(shí)）。
　?。?）選取