一种具有高储能效率可光致变色微晶玻璃材料及制备方法技术

技术编号:46192458 阅读:19 留言:0更新日期:2025-08-22 18:49
本发明专利技术涉及电介质储能材料,特别涉及一种具有高储能效率可光致变色微晶玻璃材料及制备方法。制备的微晶玻璃介质材料的化学组分为:Ba[Ti(1‑x)Ax]O3‑SiO2‑Al2O3‑B2O3;所得的微晶玻璃材料的实测放电能量密度Wd达到了12.69J/cm3@2100kV/cm;功率密度Pd达到了1202MW/cm3;在2100kV/cm的场强下可回收储能密度Wrec达到了13.32J/cm3,且效率η为92.4%。此外,所得微晶玻璃在365nm紫外光辐照下,经过不少于20次光‑暗循环实验,样品表现出良好的色变重复性和物理完整性,未观察到微裂纹、剥落或结构破坏。这意味着该玻璃陶瓷可用于各种极端环境中的高脉冲功率器件的制备;同时玻璃组成中无铅,达到了环保的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电介质储能材料,特别涉及一种具有高储能效率可光致变色微晶玻璃材料及制备方法


技术介绍

1、物理电容器因其具有超快的充放电速度、较高的功率密度以及良好的化学稳定性等优点被广泛应用于脉冲功率系统中,如:电容式点火系统、新能源电动汽车、脉冲功率武器系统以及医用ct等。电介质材料作为物理电容器重要的组成部分,其性能的优劣直接影响着物理电容器的储能性能。目前用于全固态的物理电容器的电介质材料主要有陶瓷、玻璃、微晶玻璃及聚合物电介质材料。

2、虽然介电陶瓷材料具有高的介电常数,可以在较低场强下获得较高的储能密度,但其较长的放电时间(微秒量级)制约了其功率密度的提高,且其较低的击穿场强限制了其在高脉冲功率系统中的应用;玻璃电介质具有超快的放电速度,放电时间一般在纳秒量级,但其较低的介电常数制约了其储能密度的提升,同样不利于其在高脉冲功率系统中的应用;聚合物电介质材料的主要优点是其介电击穿场强很高,通常大于2mv/cm,但其较低的介电常数以及在高温户外环境中紫外辐射导致的链段断裂、热降解、变色失效等问题也限制了其在极端环境中的应用;相对于上述几本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具有高储能效率可光致变色微晶玻璃材料,其特征在于:包括主晶相、玻璃相,所述主晶相从玻璃相中析出得到,在玻璃相中得到具有顺电相结构的纳米晶体;所述主晶相为具有立方相钙钛矿型结构的晶体材料。

2.如权利要求1所述的微晶玻璃材料,其特征在于:所述主晶相的化学式为Ba[Ti(1-x)Ax]O3,玻璃相的化学式为SiO2-Al2O3-B2O3;其中,A元素包括过渡金属元素ⅣB族Hf、Zr与ⅤB族V、Nb、Ta中的至少一种及几种的组合。

3.如权利要求2所述的微晶玻璃材料,其特征在于:所述微晶玻璃材料的化学组分为:Ba[Ti(1-x)Ax]O3-SiO2-Al2O3-...

【技术特征摘要】

1.一种具有高储能效率可光致变色微晶玻璃材料,其特征在于:包括主晶相、玻璃相,所述主晶相从玻璃相中析出得到,在玻璃相中得到具有顺电相结构的纳米晶体;所述主晶相为具有立方相钙钛矿型结构的晶体材料。

2.如权利要求1所述的微晶玻璃材料,其特征在于:所述主晶相的化学式为ba[ti(1-x)ax]o3,玻璃相的化学式为sio2-al2o3-b2o3;其中,a元素包括过渡金属元素ⅳb族hf、zr与ⅴb族v、nb、ta中的至少一种及几种的组合。

3.如权利要求2所述的微晶玻璃材料,其特征在于:所述微晶玻璃材料的化学组分为:ba[ti(1-x)ax]o3-sio2-al2o3-b2...

【专利技术属性】
技术研发人员:尚飞李文熙宋习友
申请(专利权)人:桂林电子科技大学
类型:发明
国别省市:

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