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《鋯酸鉛基反鐵電薄膜的制備與儲能性能研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、學(xué)校代號10530學(xué)號201110081285分類號TB34密級公開碩士學(xué)位論文鋯酸鉛基反鐵電薄膜的制備與儲能性能研究學(xué)位申請人陳婷指導(dǎo)教師王金斌教授學(xué)院名稱材料與光電物理學(xué)院學(xué)科專業(yè)材料科學(xué)與工程研究方向先進(jìn)能源材料與器件二〇一四年六月萬方數(shù)據(jù)ThepreparationandenergystoragepropertiesofPbZrO3-basedantiferroelectricthinfilmCandidateTingChenSupervisorProfessorJinbinWangCollegeFacul
2、tyofMaterials,OptoelectronicsandPhysicsProgramAdvancedEnergyMaterialsandDevicesSpecializationMaterialsScienceandEngineeringDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateJune,2014萬方數(shù)據(jù)湘潭大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外
3、，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名：日期：年月日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)湘潭大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。作者簽名：日期：年月日
4、導(dǎo)師簽名：日期：年月日萬方數(shù)據(jù)摘要摘要脈沖高功率技術(shù)是當(dāng)今高新技術(shù)的重要發(fā)展方向，儲能電容器作為脈沖高功率電源的關(guān)鍵元件，在整個設(shè)備中占有很大的比重，是極為重要的關(guān)鍵部件。反鐵電材料因具有很高的理論儲能密度，特別適合用于制作脈沖高功率儲能電容器，近年來引起了研究者的關(guān)注。PbZrO3(PZ)是一種典型的鈣鈦礦反鐵電材料，是最有前景的脈沖高功率電源用新型反鐵電儲能介質(zhì)材料。但是，目前實(shí)驗(yàn)制備的PZ反鐵電薄膜的能量存儲密度較低，不能滿足實(shí)際應(yīng)用。因此，進(jìn)一步提高PZ反鐵電薄膜的能量存儲密度是實(shí)現(xiàn)其在脈沖高功率電源的應(yīng)用
5、的首要任務(wù)。本論文圍繞改進(jìn)PZ反鐵電薄膜的儲能性能來展開研究工作。主要研究工作與結(jié)果如下：1.單一PZ反鐵電薄膜的制備及儲能性能分析采用溶膠-凝膠法在Pt(111)/Ti/SiO2/Si襯底上制備了PZ反鐵電薄膜，探索了薄膜生長的最佳退火溫度和退火時間，并表征了其微觀結(jié)構(gòu)和電學(xué)性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在o700C下退火20min時，PZ薄膜性能最好，在最大500kV/cm外加電場下，其最大極23化強(qiáng)度(Pmax)和最大儲能密度分別為70.3μC/cm和13.52J/cm。2.不同結(jié)構(gòu)的PZ/BT-BMT復(fù)合薄膜的制備及
6、儲能性能分析將PZ反鐵電薄膜和具有高介電常數(shù)、高耐電場擊穿強(qiáng)度的0.88BaTiO3-0.12Bi(Mg0.5,Ti0.5)O3(BT-BMT)鐵電薄膜結(jié)合在一起形成不同結(jié)構(gòu)的復(fù)合薄膜，分別研究了疊層結(jié)構(gòu)、夾心結(jié)構(gòu)、交錯結(jié)構(gòu)復(fù)合薄膜的微結(jié)構(gòu)及電學(xué)性能。對于疊層結(jié)構(gòu)復(fù)合薄23膜，最大電場下的Pmax為90.9μC/cm，最大儲能密度為15.3J/cm；對于夾心結(jié)構(gòu)復(fù)合23薄膜，最大電場下的Pmax為92.2μC/cm，最大儲能密度為19.9J/cm；對于交錯結(jié)構(gòu)復(fù)23合薄膜，最大電場下的Pmax為95.7μC/cm，
7、最大儲能密度為24.7J/cm。以上結(jié)果表明，采用與BT-BMT鐵電薄膜復(fù)合的方法能有效提高PZ反鐵電薄膜的儲能密度。3.PZ/BT-BMT復(fù)合薄膜退火工藝的改進(jìn)及儲能性能分析改進(jìn)復(fù)合薄膜的退火工藝，采用逐層退火的方法制備復(fù)合薄膜，即每甩完一層薄膜都進(jìn)行干燥、熱分解和退火處理。和一次退火的復(fù)合薄膜相比，逐層退火的復(fù)合薄膜儲3能性能得到顯著改善。逐層退火的夾心復(fù)合薄膜最大儲能密度為28.4J/cm，逐層退火3的交錯復(fù)合薄膜最大儲能密度為33J/cm。這歸因于逐層退火的復(fù)合薄膜極化取向度更高，從而具有更大的極化強(qiáng)度和更
8、高的儲能密度。關(guān)鍵詞：PZ反鐵電薄膜；能量存儲密度；復(fù)合薄膜；溶膠-凝膠法；逐層退火I萬方數(shù)據(jù)摘要AbstractEnergy-storagecapacitorisoneofthemostimportantcomponentsofhighpulsepowersystem,whichisanimportantdevelopingdirection.Perovs
