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Erschienen in: Journal of Electroceramics 1-4/2019

14.11.2018

Crystallization kinetics and the dielectric properties of SrO-BaO-Nb2O5-B2O3 glass-ceramics

verfasst von: Lei Han, Jun Song, Taoyong Liu, Yu Tang, Zhiwei Luo, Guohua Chen, Anxian Lu

Erschienen in: Journal of Electroceramics | Ausgabe 1-4/2019

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Abstract

Glass-ceramics materials of SrO-BaO-Nb2O5-B2O3 system have been prepared by conventional melt-casting followed by controlled crystallization. The crystallization kinetics, phase evolution, microstructure, breakdown strength and dielectric properties have been explored by differential scanning calorimetry (DSC), X-ray diffractometer (XRD), scanning electron microscope (SEM), and multifunction LCR meter. The results reveal that crystallization mechanism of this glass is believed to be three-dimensional interfacial growth. It was observed that predominant crystalline phase is Ba0.39Sr0.61Nb2O6 in these glass-ceramics crystallized at 750 °C, and the grain size increases with increase in crystallization time. The uniform microstructure can be seen clearly in glass-ceramics crystallized at 750 °C for 3 h, and the obtained glass-ceramics was found to possess optimal properties. Moreover, glass-ceramic with a dielectric constant of 58, the dielectric loss of 0.007 and breakdown strength of 1010 kV/cm could be achieved. In addition, energy storage density of glass-ceramics reached a maximal value of 2.62 J/cm3. To our knowledge, studies on SrO-BaO-Nb2O5-B2O3 glass-ceramics without SiO2 as a glass network former are few, and the melting temperature of the B2O3-based glass is lower than that of SiO2-based glass, which is conducive to the purpose of energy saving. These findings indicate that this glass may be a candidate for high energy-storage capacitors.

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Metadaten
Titel
Crystallization kinetics and the dielectric properties of SrO-BaO-Nb2O5-B2O3 glass-ceramics
verfasst von
Lei Han
Jun Song
Taoyong Liu
Yu Tang
Zhiwei Luo
Guohua Chen
Anxian Lu
Publikationsdatum
14.11.2018
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Electroceramics / Ausgabe 1-4/2019
Print ISSN: 1385-3449
Elektronische ISSN: 1573-8663
DOI
https://doi.org/10.1007/s10832-018-0166-6

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