一种高熵组元改性的钛酸钡基驰豫铁电材料、高储能特性的铁电薄膜及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高熵组元改性的钛酸钡基驰豫铁电材料、高储能特性的铁电薄膜及其制备方法。所述高熵组元改性的钛酸钡基驰豫铁电材料的化学组成为：(1‑x)BaTiO<subgt;3</subgt;‑xBi(Mg<subgt;1/5</subgt;Ni<subgt;1/</subgt;<subgt;5</subgt;Zn<subgt;1/5</subgt;Zr<subgt;1/5</subgt;Nb<subgt;1/5</subgt;)O<subgt;3</subgt;，其中，0.08≤x≤0.14。所述高储能特性的铁电薄膜由基底、位于中间的镍酸镧导电层和位于顶部的钛酸钡基驰豫铁电薄膜组成。所述高储能特性的铁电薄膜的制备方法包括：(1)制备沿基底外延生长的镍酸镧导电层；(2)在镍酸镧导电层表面涂覆钛酸钡基前驱液进行预退火处理；(3)对预退火处理完成后的材料进行终退火处理。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于功能陶瓷薄膜，尤其涉及一种高熵组元改性的钛酸钡基驰豫铁电材料、高储能特性的铁电薄膜及其制备方法。

技术介绍

1、超快充电/放电工艺和超高功率密度使电介质成为现代电气和电子设备中的重要部件，尤其是在脉冲功率系统中。然而，近年来，现有电介质的储能性能越来越不能满足日益增长的小型化和集成化需求，这刺激了对具有更高能量密度和效率的电介质的进一步研究。在各种无机电介质中，钙钛矿弛豫铁电体被认为是储能应用的有前途的候选者，具有高介电常数和相对较高的效率。

2、根据材料的状态，电介质材料大体可分为三类：即陶瓷、聚合物、薄膜。与块体材料相比，薄膜电容器的耐压强度高；与聚合物材料相比，薄膜电容器的极化更高，温度稳定性更好，因此其综合储能特性最好。电介质材料本身的能量存储密度较低，无法实现高续航能力，因此对其研究主要集中在提高其储能密度及可靠性的优化方面。如何进一步提高薄膜电容器的储能性能是一个亟待解决的关键问题，也是目前人们研究的重点。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的问题，本专利技术旨在提供一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高熵组元改性的钛酸钡基驰豫铁电材料，其特征在于，所述高熵组元改性的钛酸钡基驰豫铁电材料的化学组成为：(1-x)BaTiO3-xBi(Mg1/5Ni1/5Zn1/5Zr1/5Nb1/5)O3，其中，0.08≤x≤0.14。

2.一种高储能特性的铁电薄膜，其特征在于，由基底、位于中间的镍酸镧导电层和位于顶部的钛酸钡基驰豫铁电薄膜组成，钛酸钡基驰豫铁电薄膜的材料组成为根据权利要求1所述的高熵组元改性的钛酸钡基驰豫铁电材料。

3.根据权利要求2所述的高储能特性的铁电薄膜，其特征在于，所述高储能特性的铁电薄膜的击穿电场为2.441～3.902MV/cm；储能密度为2...

【技术特征摘要】

1.一种高熵组元改性的钛酸钡基驰豫铁电材料，其特征在于，所述高熵组元改性的钛酸钡基驰豫铁电材料的化学组成为：(1-x)batio3-xbi(mg1/5ni1/5zn1/5zr1/5nb1/5)o3，其中，0.08≤x≤0.14。

2.一种高储能特性的铁电薄膜，其特征在于，由基底、位于中间的镍酸镧导电层和位于顶部的钛酸钡基驰豫铁电薄膜组成，钛酸钡基驰豫铁电薄膜的材料组成为根据权利要求1所述的高熵组元改性的钛酸钡基驰豫铁电材料。

3.根据权利要求2所述的高储能特性的铁电薄膜，其特征在于，所述高储能特性的铁电薄膜的击穿电场为2.441～3.902mv/cm；储能密度为27.5～57.4j/cm3；储能效率为69.6～77.3％。

4.根据权利要求2或3所述的高储能特性的铁电薄膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，制备沿基底外延生长的镍酸镧导电层包括：

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述预退火处理分为三个阶段，第一阶段在160～200℃下干燥4～10分钟，第二阶段在400～500℃下热解5～10分钟，第三阶段在...

【专利技术属性】
技术研发人员：王根水，和彪，闫世光，
申请(专利权)人：中国科学院上海硅酸盐研究所，
类型：发明
国别省市：