Pulse ceramic capacitors, namely po

Pulse ceramic capacitors, namely power ceramic capacitors, have attracted considerable research interests due to their great potential applications as energy storage devices in many fields, and also in light of their superior energy density and rapid discharge rate over nominal capacitors [1], [2] and [3]. The aforementioned capacitors are always conducted at fulfilling a steady energy accumulation accompanied with an ultrafast energy release speed, typically in few microseconds, resulting in the delivery of a large amount of instantaneous power over a short period of time [4] and [5]. In recent years, among various dielectric materials, barium strontium titanate BaxSr1−xTiO3-based ceramics, as a good kind of pulse capacitor, have been widely investigated [6] and [7]. These materials play a critical role in energy storage capacitors because of their extremely high dielectric constant permittivity (corresponding to a high capacitance value) as well as relatively low dielectric loss [8] and [9]. However, undoped BaxSr1−xTiO3 ceramics cannot be applied to energy storage application directly due to their low breakdown strength (BDS), which is, in principle, ascribed to the existence of unavoidable chemical defects yielded during the preparation process. Typically, for undoped Ba0.4Sr0.6TiO3 ceramic, the BDS is only 100 kV/cm, so that the energy storage density is as low as ∼0.3 J/cm3 [10].

Fortunately, benefited with doping materials, such as glasses, the performance of the BaxSr1−xTiO3 ceramics can be substantially improved [10], [11], [12], [13], [14] and [15]. It was reported that the BDS values of BaxSr1−xTiO3 ceramics can reach as high as 239, 164 and 135 kV/cm by adopting BaO–B2O3–SiO2 [10], BaO–Al2O3–B2O3–SiO2 [14], and SrO–B2O3–SiO2 [15] glass as additives, respectively. In our previous work, we developed a reverse boundary layer capacitor (RBLC) configuration model. Initial results suggested that the grain boundary has a higher electrical conductivity than the grain in glass/ceramic composites. It is worthy to underline that employing glass additive as grain boundaries (with higher electrical conductivity than that of ceramic grains), a steady electric field across grains can be larger than that of the grain boundaries as desired due to the difference of the electrical conductivity between them. Moreover, the breakdown field is thus expected to increase in the RBLC-type brick wall model because of field distribution [2]. In this work, we selected high conductive BaO–B2O3–SiO2–Na2CO3–K2CO3 (BBSNK) glass, instead of conventional insulating glass, as doping material for BaxSr1−xTiO3 ceramics. As suggested by previous work, a large energy storage density is highly to obtain in the composition with the Curie temperature well below the operating temperature (e.g., room temperature) [16]. Therefore, Ba0.4Sr0.6TiO3 (BST) ceramics with a low Curie temperature (∼−70 °C) was selected as the host pulse capacitor materials. The weight percent of glass additives is fixed at 1 wt% with different Na2CO3 and K2CO3 content. In this paper, Ba0.4Sr0.6TiO3 ceramics doped with high conductive BaO–B2O3–SiO2–Na2CO3–K2CO3 glass were prepared. The influence of glass content on processing, microstructure, dielectric properties, and energy storage properties was investigated systematically. These results suggest that the BST glass ceramics could find their potential applications in energy storage capacitor devices.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

หมุนตัวเก็บประจุเซรามิค ได้แก่ ไฟฟ้าตัวเก็บประจุเซรามิค ได้ดึงดูดความสนใจมากเนื่องจากโปรแกรมประยุกต์อาจเกิดขึ้นมากเป็นอุปกรณ์จัดเก็บพลังงานในหลายสาขา และนอกจากนี้ เมื่อความหนาแน่นของพลังงานเหนือกว่า และรวดเร็วถ่ายอัตราระบุตัวเก็บประจุ [1], [2] และ [3] ตัวเก็บประจุดังกล่าวจะดำเนินการเสมอในการสะสมพลังงานที่มั่นคงที่พร้อมความเร็วปล่อยพลังงาน ultrafast โดยทั่วไปในไม่กี่ microseconds เกิดขึ้นในการส่งกำลังไฟฟ้าจำนวนมากระยะสั้นของเวลา [4] [5] การตอบสนอง ในปีที่ผ่านมา ระหว่างวัสดุที่เป็นฉนวนแบบต่าง ๆ แบเรียมสทรอนเทียม titanate ตาม BaxSr1−xTiO3 เซรามิกส์ เป็นชนิดดีของตัวเก็บประจุแบบหมุน ได้ตรวจสอบกันอย่างแพร่หลาย [6] [7] และ วัสดุเหล่านี้มีบทบาทสำคัญในการเก็บประจุเก็บพลังงาน เพราะ permittivity dielectric คงที่สูงมากของพวกเขา (ที่สอดคล้องกับค่าความสูง) เป็นค่อนข้างต่ำขาดทุนเป็นฉนวน [8] และ [9] อย่างไรก็ตาม เซรามิกส์ BaxSr1−xTiO3 undoped ไม่สามารถใช้กับโปรแกรมประยุกต์การเก็บพลังงานโดยตรงเนื่องจากกำลังน้อยแบ่ง (BDS), ที่อยู่ หลัก ascribed เพื่อการดำรงอยู่ของข้อบกพร่องเคมีหลีกเลี่ยงไม่ได้ที่ให้ผลในระหว่างการเตรียม โดยทั่วไป สำหรับ undoped Ba0.4Sr0.6TiO3 เซรามิก BDS เท่านั้น 100 kV/cm เพื่อให้ความหนาแน่นเก็บพลังงานต่ำสุดที่ ∼0.3 J/cm3 [10]โชคดี ประโยชน์ต่อ ด้วยโดปปิงค์วัสดุ เช่นแว่นตา ประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องเคลือบ BaxSr1−xTiO3 ได้ดีมากขึ้น [10], [11], [12], [13], [14] [15] และ มันเป็นรายงานที่ สามารถเข้าถึงค่า BDS เครื่องเคลือบ BaxSr1−xTiO3 สูงเป็น 239, 164 และ 135 kV/cm โดยใช้เบ้า – B2O3 – SiO2 [10], เบา-Al2O3 – B2O3 – SiO2 [14], และแก้ว SrO – B2O3 – SiO2 [15] เป็นสาร ตามลำดับ ในการทำงานของเราก่อนหน้านี้ เราพัฒนาแบบกำหนดค่าตัวเก็บประจุ (RBLC) กลับขอบเขตชั้น เริ่มต้นแนะนำว่า ข้าวขอบเขตมีการนำไฟฟ้าสูงกว่าข้าวที่ในแก้ว/เซรามิกคอมโพสิต จึงสมควรจะบวกที่แก้ว employing ขีดเส้นใต้เป็นขอบเขตของเมล็ดข้าว (โดยสูงกว่าค่าการนำไฟฟ้ากว่าของธัญพืชเซรามิค) เขตไฟฟ้า steady ต่าง ๆ ธัญพืชสามารถมีขนาดใหญ่กว่าที่ขอบเม็ดตามต้องการเนื่องจากความแตกต่างของค่าการนำไฟฟ้าระหว่าง นอกจากนี้ ฟิลด์แบ่งเป็นดังคาดว่าจะเพิ่มขึ้นในรูปแบบ RBLC ชนิดอิฐผนังเนื่องจากฟิลด์กระจาย [2] ในงานนี้ เราเลือกสูงไฟฟ้าเบา – B2O3 – SiO2 – Na2CO3 – K2CO3 (BBSNK) แก้ว แทนกระจกฉนวนแบบเดิม เป็นโดปปิงค์วัสดุเซรามิก BaxSr1−xTiO3 แนะนำโดยก่อนหน้างาน ความหนาแน่นในการเก็บพลังงานขนาดใหญ่จะสูงได้ในองค์ประกอบกับปีแอร์กูรีอุณหภูมิต่ำกว่าอุณหภูมิทำงาน (เช่น อุณหภูมิห้อง) ด้วย [16] ดังนั้น เซรามิกส์ Ba0.4Sr0.6TiO3 (BST) กับปีแอร์กูรีอุณหภูมิต่ำ (∼−70 ° C) ถูกเลือกเป็นวัสดุโฮสต์ชีพจรตัวเก็บประจุ เปอร์เซ็นต์น้ำหนักสารแก้วอยู่คง 1 wt % Na2CO3 และ K2CO3 เนื้อหาแตกต่างกัน ในเอกสารนี้ มีเตรียมเครื่องเคลือบ Ba0.4Sr0.6TiO3 doped กับแก้วเบ้า – B2O3 – SiO2 – Na2CO3 – K2CO3 ไฟฟ้าสูง อิทธิพลแก้วเนื้อหาในการประมวลผล ต่อโครงสร้างจุลภาค คุณสมบัติเป็นฉนวน และคุณสมบัติการจัดเก็บพลังงานได้ตรวจสอบอย่างเป็นระบบ ผลลัพธ์เหล่านี้แนะนำว่า เคลือบแก้ว BST พบโปรแกรมประยุกต์อาจเกิดขึ้นในอุปกรณ์ตัวเก็บประจุที่เก็บพลังงาน

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ชีพจรตัวเก็บประจุเซรามิกคือพลังงานตัวเก็บประจุเซรามิกได้ดึงดูดความสนใจมากและเนื่องจากการประยุกต์ศักยภาพมาก เป็นอุปกรณ์เก็บพลังงานในด้านต่างๆ และในแง่ของความหนาแน่นของพลังงานที่เหนือกว่าและรวดเร็วอัตราการไหลมากกว่าปกติ Capacitors [ 1 ] , [ 2 ] และ [ 3 ]ตัวเก็บประจุดังกล่าวจะดำเนินการที่ตอบสนองมั่นคงพลังงานสะสมพร้อมกับมากปล่อยพลังงานที่ความเร็วปกติในไม่กี่ไมโครวินาที เป็นผลในการเป็นจำนวนมากของ " อำนาจเหนือช่วงเวลาสั้นๆ [ 4 ] และ [ 5 ] ใน ปี ล่าสุด ในวัสดุไดอิเล็กทริกแบเรียมสตรอนเชียมไทเทเนตต่าง ๆ baxsr1 − xtio3 ฐานเซรามิกเป็นชนิดที่ดีของตัวเก็บประจุชีพจรได้รับอย่างกว้างขวางได้ [ 6 ] [ 7 ] วัสดุเหล่านี้มีบทบาทสำคัญในตัวเก็บประจุที่เก็บพลังงานของพวกเขาสูงมาก คงเพราะการป้อน ( สอดคล้องกับค่าความจุไฟฟ้าสูง ) เช่นเดียวกับการสูญเสียไดอิเล็กทริกค่อนข้างต่ำ [ 8 ] และ [ 9 ] อย่างไรก็ตามเคมีไฟฟ้า baxsr1 − xtio3 เซรามิกไม่สามารถใช้พลังงานที่เก็บโปรแกรมโดยตรง เนื่องจากความแข็งแกร่งของพวกเขารายละเอียดต่ำ ( ให้ ) ซึ่งในหลักการ ascribed กับการดำรงอยู่ของข้อบกพร่องและหลีกเลี่ยงสารเคมีตั้งแต่ขั้นตอนการเตรียมตัวครับ โดยทั่วไปแล้ว สำหรับ ba0.4sr0.6tio3 เซรามิคเคมีไฟฟ้า , ให้เพียง 100 kV / cm เพื่อจัดเก็บพลังงานความหนาแน่นต่ำพอๆ ∼ 0.3 ลิตร J

[ 10 ]โชคดีที่ได้ประโยชน์กับการเติมวัสดุเช่นแก้ว , ประสิทธิภาพของ baxsr1 − xtio3 เซรามิกสามารถอย่างมากขึ้น [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] และ [ 15 ] มีรายงานว่า ให้คุณค่าของ baxsr1 − xtio3 เซรามิกสามารถเข้าถึงสูงถึง 239 , 164 และ 135 kV / cm โดยการเป่า b2o3 ( SiO2 ) [ 10 ] เปา––– SiO2 Al2O3 b2o3 [ 14 ] และ b2o3 SRO –– SiO2 [ 15 ] แก้วเป็นวัตถุเจือปนตามลำดับ ในงานของเราที่ผ่านมา เราพัฒนากลับชั้นขอบเขต ตัวเก็บประจุ ( rblc ) รูปแบบการตั้งค่า ผลเบื้องต้นพบว่าเมล็ดข้าวเขตแดนได้สูงกว่าการนำไฟฟ้ากว่าเม็ดแก้ว / เซรามิกคอมโพสิต มันคุ้มค่าที่จะขีดเส้นใต้ที่ใช้เติมแก้วเป็นขอบเขตเมล็ดข้าว ( ค่าการนำไฟฟ้าที่สูงกว่าของเม็ดเซรามิค )มั่นคงสนามไฟฟ้าในธัญพืชสามารถมีขนาดใหญ่กว่าของรอยเม็ดตามที่ต้องการเนื่องจากความแตกต่างของค่าการนำไฟฟ้าระหว่างพวกเขา นอกจากนี้ การแบ่งเขต จึงคาดว่าจะเพิ่มขึ้นใน rblc ประเภทอิฐผนังรูปแบบเพราะสนามกระจาย [ 2 ] ในงานนี้เราเลือกสูง Conductive เปา–––– b2o3 SiO2 Na2CO3 K2CO3 ( bbsnk ) แก้วแทนปกติกระจกฉนวนเป็นวัสดุสำหรับการ baxsr1 − xtio3 เซรามิก เป็นข้อเสนอแนะจากงานก่อนหน้านี้ของการจัดเก็บพลังงานขนาดใหญ่เป็นอย่างสูงที่จะได้รับในองค์ประกอบที่มีอุณหภูมิคูรีด้านล่างอุณหภูมิสูง ( ห้องเช่นอุณหภูมิ ) [ 16 ] ดังนั้น ba0.4sr0 .6tio3 ( BST ) เซรามิกที่มีอุณหภูมิคูรีต่ำ ( ∼− 70 ° C ) ได้รับเลือกเป็นเจ้าภาพ ชีพจร ตัวเก็บประจุ วัสดุ เปอร์เซ็นต์ของน้ำหนักสารแก้วคงที่เท่ากับ 1 เปอร์เซ็นต์โดยน้ำหนักกับ Na2CO3 ที่แตกต่างกันและ K2CO3 ) ในกระดาษนี้ , เซรามิก ba0.4sr0.6tio3 เจือด้วยสูง Conductive เปา–––– b2o3 SiO2 Na2CO3 K2CO3 แก้วเตรียมไว้แล้ว อิทธิพลของแก้วเนื้อหาในการประมวลผล , โครงสร้างจุลภาคสมบัติไดอิเล็กทริกและคุณสมบัติการจัดเก็บพลังงานศึกษาอย่างเป็นระบบ ผลลัพธ์เหล่านี้ชี้ให้เห็นว่าแก้วเซรามิกสามารถค้นหาศักยภาพที่หลากหลายของพวกเขาในอุปกรณ์ตัวเก็บประจุที่เก็บพลังงาน