Tập 20 > Chuyên san Toán - Công nghệ thông tin - Vật lý - Kiến trúc

---

ĐẶC TRƯNG LƯU TRỮ NĂNG LƯỢNG CỦA HỆ GỐM (1-x)BNKT-xBCZT

Lê Thị Duy Thảo, Hồ Thị Kim Phụng, Lê Đại Vương

Email: ledaivuongqb@gmail.com

Tóm tắt

Trong nghiên cứu này, hệ gốm không chì (1-x)Bi_0,5(Na_0,4K_0,1)TiO₃ - x(Ba_0,844Ca_0,156)(Zr_0,096Ti_0,904)O₃ (BNKT-BCZT, với x = 0,0; 0,025; 0,05; 0,075 và 0,1) đã được chế tạo sử dụng kỹ thuật định hướng. Ảnh hưởng của nồng độ BCZT đến cấu trúc, vi cấu trúc và tính chất lưu trữ năng lượng của hệ gốm đã được khảo sát. Kết quả thực nghiệm cho thấy rằng tất cả các mẫu đều có pha perovskit tinh khiết với cấu trúc pha thay đổi từ cấu trúc mặt thoi (R3c) sang cấu trúc tứ giác (P4bm) trong vùng nồng độ BCZT từ 0 đến 0,10 mol bằng kỹ thuật tinh chỉnh Rietveld của các mẫu XRD. Tại nồng độ x = 0,05 mol, hệ gốm có tính chất điện môi tốt nhất: Độ phân cực dư P_r = 21,1 µC/cm²; Điện trường kháng E_c = 7,6 kV/cm; Mật độ năng lượng đạt 0,43 J/cm³; Hiệu suất lưu trữ năng lượng của vật liệu đạt 50,7%. Việc pha tạp BCZT đã cải thiện mật độ lưu trữ năng lượng của gốm BNKT gần 400% so với gốm BNKT không pha tạp.

Từ khóa: Gốm không chì, BNKT-BCZT, Mật độ lưu trữ năng lượng, Hiệu suất lưu trữ năng lượng, Tính chất sắt điện

---

ENERGY STORAGE CHARACTERISTICS OF (1-x)BNKT – xBCZT CERAMICS

Le Thi Duy Thao, Ho Thi Kim Phung, Le Dai Vuong

Email: ledaivuongqb@gmail.com

Abstract

From this Bi₄Ti₃O₁₂, we have successfully studied the synthesis of lead-free piezoelectric(1-x)Bi_0.5(Na_0.4K_0.1)TiO₃ - x(Ba_0.844Ca_0.156)(Zr_0.096Ti_0.904)O₃ (BNKT-BCZT, x = 0.0, 0.025, 0.05, 0.075, and 0.1) ceramics using orientation technique. The effect of BCZT contents on the structure and the characteristics of relaxor ferroelectric of the ceramics were investigated. Experimental results show that with the increase in the BCZT content in the range of 0 to 0.1, the phase structure of the ceramics transforms from the rhombohedral R3c to tetragonal P4bm structure by the Rietveld refinement of XRD data.

At x = 0.05: high remnant polarization P_r = 16 µC/cm², low coercive field E_c = 25 kV/cm, Lotgering factor (f) = 0.65, and energy-storage density = 0.43 J/cm³ at 50 kV/cm. The BCZT doping improved the energy storage density of BNKT ceramics by nearly 400% compared with undoped BNKT ceramics. Thus, the ceramic material has great potential for electrical-energy-storage applications.

Keywords: BNKT-BCZT, energy storage properties, ferroelectric properties, lead-freeceramic, , textured ceramics