Pulse power technology is the important developing direction in modern high-tech, which is widely used in industry and military area. Pulse high current generator is necessary for nuclear physics, electronic beam, accelerator, laser applications. High voltage energy capacitor is important devices for Pulse high current generator. Antiferroelectric ceramic is key materials for High voltage energy capacitor. Capacitor material with high energy density and long life is required by China Acadey of Engineering Physics. In this project, Pb(Zr,Sn,Ti)O3 antiferroelectric ceramic with low Ti content is selected as main objective. by comosition design and fabrication of antiferroelectric ceramics, the relationship between composition, microstructure with energy storage will be studied, charge-discharge behavior and energy storage mechanism of antiferroelectric ceramic will be investigated. The effect of composition,microstructure, electric field on charge-discharge behavior and energy storage properties will be investigated. high energy storage mechanism will be obtained. Antiferroelectric ceramics with energy density higher than 1J/cm3 at electric field high than6kV/mm, the times of charge-discharge cycle more than 2000 with current higher than 2kA should be obtained. provide knowledge and material for new high voltage energy storage capacitor in China.
脉冲功率技术是高新技术的重要发展方向,在工业和国防领域具有广泛的应用。核物理、电子束、加速器、激光等对高压脉冲大电流发生器提出了明确的需求。高压储能电容器是脉冲大电流发生器的重要部件,反铁电陶瓷是高压储能电容器的关键材料。中国工程物理研究院对高储能密度长充放电寿命高压电容器用的材料提出了迫切的需求。本项目选取低钛含量(Ti≤0.05)的锆锡钛酸铅(PZST)反铁电陶瓷为研究对象。通过反铁电陶瓷材料组成的优化设计与制备,研究反铁电陶瓷材料组成、微结构和储能特性的关系与反铁电陶瓷的充放电行为及储能的物理机制,获得组成、微结构、电场等对反铁电陶瓷储能特性和脉冲充放电性能的影响规律,揭示反铁电陶瓷高储能密度的物理机制,制备储能密度大于1J/cm3(场强不低于6kV/mm)、充放电次数大于2000(单次脉冲电流峰值大于2kA)的反铁电陶瓷材料,为发展我国高压储能电容器提供知识积累和材料基础。
脉冲功率技术是高新技术的重要发展方向,在工业和国防领域具有广泛的应用。核物理、电子束、加速器、激光等对高压脉冲大电流发生器提出了明确的需求。高压储能电容器是脉冲大电流发生器的重要部件,反铁电陶瓷是高压储能电容器的关键材料。中国工程物理研究院对高储能密度长充放电寿命高压电容器用的材料提出了迫切的需求。本项目选取低钛含量的锆锡钛酸铅(PZST)反铁电陶瓷为研究对象。通过反铁电陶瓷材料组成的优化设计与制备,研究了反铁电陶瓷材料组成、微结构和储能特性的关系与反铁电陶瓷的充放电行为及储能的物理机制,获得组成、微结构、电场等对反铁电陶瓷储能特性和脉冲充放电性能的影响规律,揭示反铁电陶瓷高储能密度的物理机制,制备了储能密度大于2J/cm3、充放电次数大于2000,单次脉冲电流峰值大于2kA的反铁电陶瓷材料,为发展我国高压储能电容器提供了知识积累和材料基础。本项目申请发明专利5项,发表SCI论文11篇。培养研究生4名。
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数据更新时间:2023-05-31
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