【摘 要】
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储能电介质材料功率密度高,充放电速度快,在脉冲功率设备领域有着重要的应用。弛豫铁电体具有高的最大极化强度、低剩余极化强度及高击穿强度,是一种具有极大研究价值及应用前景的储能电介质材料。Bi3+具有和Pb2+相似的孤对电子层结构,且Bi（6s）-O（2p）共价键比Ti（4d）-O（2p）共价键强。Bi系双晶位无序弛豫铁电体,在保持高的最大极化强度同时,更高的无序度使其可保持良好的储能特性及温度稳定性
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储能电介质材料功率密度高,充放电速度快,在脉冲功率设备领域有着重要的应用。弛豫铁电体具有高的最大极化强度、低剩余极化强度及高击穿强度,是一种具有极大研究价值及应用前景的储能电介质材料。Bi3+具有和Pb2+相似的孤对电子层结构,且Bi（6s）-O（2p）共价键比Ti（4d）-O（2p）共价键强。Bi系双晶位无序弛豫铁电体,在保持高的最大极化强度同时,更高的无序度使其可保持良好的储能特性及温度稳定性。本文以三类Bi系双晶位无序弛豫铁电体为研究对象,系统研究了其结构与储能行为。（1）对于0.5Ba[Ti（1-x）Snx]O3-0.5Bi(Mg0.5Ti0.5)O3双晶位无序弛豫铁电体,所有组分皆为准立方钙钛矿结构。其中,x=0.10组分表现出最佳储能性能:有效储能密度为1.91J/cm~3,储能效率为81.04%（@150 k V/cm）,功率密度为30.04 MW/cm~3（@120k V/cm）。同时,该组分还表现出良好的温度稳定性,在100～400℃介电常数（＞1850@1k Hz）变化率小于11%,在150～400 oC介电损耗均小于0.02。（2）对于0.95[（1-x）Sr Ti O3-x Bi1/2K1/2Ti O3]-0.05Bi(Zn1/2Ti1/2)O3双晶位无序弛豫铁电体,所有组分皆为纯钙钛矿相,且表现出准立方结构。随Sr Ti O3含量减少,介电常数最大值对应特征温度（@1k Hz）由8℃增加至100℃,极性序增强。其中,x=0.55表现出最佳的储能特性:有效储能密度为2.28 J/cm~3,储能效率为89.74%（@160 k V/cm）,功率密度为45.48 MW/cm~3（@120 k V/cm）,且在20～120℃,功率密度基本保持不变,有良好的温度稳定性。（3）对于(Bi0.5K0.5)0.5Sr0.5Ti（1-x）SnxO3双晶位无序弛豫铁电体,所有组分主相均为钙钛矿结构,呈现准立方相,当x＜0.10组分均无杂相,x≥0.1时出现杂相Sn O2和Bi2Ti O7,这是因为烧结过程铋氧化物和钾氧化物挥发造成的。其中,x=0.05表现出最佳的储能特性:有效储能密度为1.52 J/cm~3,储能效率为86.43%（@150 k V/cm）,功率密度为29.68 MW/cm~3（@120 k V/cm）。
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