超弱极化-应变耦合介电陶瓷

720 kV/cm下应变仅0.118%

通过构建超弱极化-应变耦合效应，在大电场下实现极低电致伸缩应变，同时获得高储能密度和高效率。

Zhang, Leiyang · Jing, Ruiyi · Huang, Yunyao · Yang, Yule · 李杨 · Tang, Mingyang · Cao, Shuyao · Chen, Zibin · 高峰 · Yuxiao, Du · 周世玉 · 赵建伟 · Wang, Dawei · Zhang, Shujun · 靳立

Advanced Materials 2024

具体参数

电致伸缩系数

{'zh': '0.012', 'en': '0.012'} m4 C-2

应变

{'zh': '0.118', 'en': '0.118'} %

储能密度

{'zh': '14.6', 'en': '14.6'} J cm-3

效率

{'zh': '93', 'en': '93'} %

技术优势

应变极低，振动微乎其微

极化-应变耦合极弱（Q₃₃=0.012 m⁴ C⁻²），在330 kV cm⁻¹下应变仅0.118%，远低于常规铁电陶瓷，大幅减轻MLCC在脉冲放电时的机械振动和噪声。

储能密度和效率双高

在720 kV cm⁻¹电场下，储能密度达14.6 J cm⁻³，效率高达93%，兼顾了高能量存储和低损耗，满足脉冲功率系统对瞬时大功率和高重复频率的需求。

疲劳抗性和温度稳定性优异

储能性能在多次循环和宽温度范围内保持稳定，表明器件具有长寿命和高可靠性，适合严苛工况。

应用场景

• 脉冲功率电容器：提供低应变、高储能密度的MLCC，消除脉冲放电时的机械振动。
• MLCC储能：同时实现高储能密度（14.6 J cm⁻³）与超高效率（93%），提升脉冲储能器件性能。
• 低振动电子元件：通过超弱极化-应变耦合将电致伸缩系数降至0.012 m⁴ C⁻²，从根源减振。