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Erschienen in: Journal of Materials Science 5/2013

01.03.2013

Structure, dielectric, ferroelectric, and energy density properties of (1 − x)BZT–xBCT ceramic capacitors for energy storage applications

verfasst von: Venkata Sreenivas Puli, Dhiren K. Pradhan, Douglas B. Chrisey, M. Tomozawa, G. L. Sharma, J. F. Scott, Ram S. Katiyar

Erschienen in: Journal of Materials Science | Ausgabe 5/2013

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Abstract

We investigate the dielectric, ferroelectric, and energy density properties of Pb-free (1 − x)BZT–xBCT ceramic capacitors at higher sintering temperature (1600 °C). A significant increase in the dielectric constant, with relatively low loss was observed for the investigated {Ba(Zr0.2Ti0.8)O3}(1−x ){(Ba0.7Ca0.3)TiO3} x (x = 0.10, 0.15, 0.20) ceramics; however, electric breakdown was low (~140, 170, 134 kV/cm), and of which room temperature (300 K) charging curve energy density values are largest ~0.88, 0.94, and 0.87 J/cm3 with maximum high dielectric constant values ~7800, 8400, and 5200, respectively. Bulk ceramic BZT–BCT materials have shown interesting energy densities with good energy storage efficiency (~72 %) at high sintering temperature; they might be one of the strong candidates for high energy density capacitor applications in an environmentally protective atmosphere.

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Literatur
1.
Zurück zum Zitat Chu B, Zhou X, Ren K, Neese B, Lin M, Wang Q, Bauer F, Zhang QM (2006) Science 313(5785):334CrossRef Chu B, Zhou X, Ren K, Neese B, Lin M, Wang Q, Bauer F, Zhang QM (2006) Science 313(5785):334CrossRef
2.
Zurück zum Zitat Slenes KM, Winsor P, Scholtz T, Hudis M (2001) IEEE Trans Magn 37:324CrossRef Slenes KM, Winsor P, Scholtz T, Hudis M (2001) IEEE Trans Magn 37:324CrossRef
3.
Zurück zum Zitat Ogihara H, Randall CA, Trolier-McKinstry S (2009) J Am Ceram Soc 92(8):1719CrossRef Ogihara H, Randall CA, Trolier-McKinstry S (2009) J Am Ceram Soc 92(8):1719CrossRef
4.
Zurück zum Zitat Karan NK, Saavedra-Arias JJ, Perez M, Thomas R, Katiyar RS (2008) Appl Phys Lett 92:012903CrossRef Karan NK, Saavedra-Arias JJ, Perez M, Thomas R, Katiyar RS (2008) Appl Phys Lett 92:012903CrossRef
5.
Zurück zum Zitat Chen X, Zhang H, Cao F, Wang G, Dong X, Yan G (2009) J Appl Phys 106:034105CrossRef Chen X, Zhang H, Cao F, Wang G, Dong X, Yan G (2009) J Appl Phys 106:034105CrossRef
7.
Zurück zum Zitat Ma B, Tong S, Narayanan M, Liu S, Chao S, Balachandran U (2011) Mater Res Bull 46:1124CrossRef Ma B, Tong S, Narayanan M, Liu S, Chao S, Balachandran U (2011) Mater Res Bull 46:1124CrossRef
9.
Zurück zum Zitat Xue D, Zhou Y, Bao H, Gao J, Zhou C, Ren X (2011) Appl Phys Lett 99:122901CrossRef Xue D, Zhou Y, Bao H, Gao J, Zhou C, Ren X (2011) Appl Phys Lett 99:122901CrossRef
10.
Zurück zum Zitat Dixit A, Majumder SB, Dobal PS, Katiyar RS, Bhalla AS (2004) Thin Solid Films 447–448:284CrossRef Dixit A, Majumder SB, Dobal PS, Katiyar RS, Bhalla AS (2004) Thin Solid Films 447–448:284CrossRef
11.
Zurück zum Zitat Choudhury S, Bhuiyan MA, Hoque SM (2011) Int Nano Lett 1(2):111 Choudhury S, Bhuiyan MA, Hoque SM (2011) Int Nano Lett 1(2):111
12.
13.
Zurück zum Zitat Bao H, Zhou C, Xue D, Gao J, Ren X (2010) J Phys D Appl Phys 43:465401CrossRef Bao H, Zhou C, Xue D, Gao J, Ren X (2010) J Phys D Appl Phys 43:465401CrossRef
14.
Zurück zum Zitat Shrout TR, Zhang SJJ (2007) Electroceramics 19:111 Shrout TR, Zhang SJJ (2007) Electroceramics 19:111
16.
Zurück zum Zitat Chen X, Ma HY, Ding W, Zhang Y, Zhao X, Lian X, Liu P (2011) J Am Ceram Soc 94(10):3364CrossRef Chen X, Ma HY, Ding W, Zhang Y, Zhao X, Lian X, Liu P (2011) J Am Ceram Soc 94(10):3364CrossRef
17.
18.
Zurück zum Zitat Puli VS, Kumar A, Chrisey DB, Tomozawa M, Scott JF, Katiyar RS (2011) J Phys D Appl Phys 44:395403CrossRef Puli VS, Kumar A, Chrisey DB, Tomozawa M, Scott JF, Katiyar RS (2011) J Phys D Appl Phys 44:395403CrossRef
21.
Zurück zum Zitat Zhou C, Liu W, Xue D, Ren X, Bao H, Gao J, Zhang L (2012) Appl Phys Lett 100:222910CrossRef Zhou C, Liu W, Xue D, Ren X, Bao H, Gao J, Zhang L (2012) Appl Phys Lett 100:222910CrossRef
22.
23.
Zurück zum Zitat Singh AK, Goel TC, Mendiratta RG, Thakur OP, Prakash C (2002) J Appl Phys 91(10):6626CrossRef Singh AK, Goel TC, Mendiratta RG, Thakur OP, Prakash C (2002) J Appl Phys 91(10):6626CrossRef
24.
Zurück zum Zitat Ehmke MC, Ehrlich SN, Blendell JE, Bowman KJ (2012) J Appl Phys 111:124110CrossRef Ehmke MC, Ehrlich SN, Blendell JE, Bowman KJ (2012) J Appl Phys 111:124110CrossRef
26.
Zurück zum Zitat Smolenskii GA, Iagranovskaya A (1958) Sov Phys Tech Phys 3:1380 Smolenskii GA, Iagranovskaya A (1958) Sov Phys Tech Phys 3:1380
27.
Zurück zum Zitat Piorra A, Petraru A, Kohlstedt H, Wuttig M, Quandt E (2011) J Appl Phys 109:104101CrossRef Piorra A, Petraru A, Kohlstedt H, Wuttig M, Quandt E (2011) J Appl Phys 109:104101CrossRef
28.
Zurück zum Zitat Uchino K (2000) Ferroelectric devices. Marcel Dekker, New York Uchino K (2000) Ferroelectric devices. Marcel Dekker, New York
29.
30.
Zurück zum Zitat Yao K, Chen S, Rahimabady M, Mirshekarloo MS, Yu S, Tay FEH, Sritharan T, Lu L (2011) IEEE Trans Ultrason Ferroelectr Freq Control 58(9):1968CrossRef Yao K, Chen S, Rahimabady M, Mirshekarloo MS, Yu S, Tay FEH, Sritharan T, Lu L (2011) IEEE Trans Ultrason Ferroelectr Freq Control 58(9):1968CrossRef
31.
Zurück zum Zitat Ricketts BW, Triani G, Hilton AD (2000) J Mater Sci Mater Electron 11(6):513CrossRef Ricketts BW, Triani G, Hilton AD (2000) J Mater Sci Mater Electron 11(6):513CrossRef
35.
Metadaten
Titel
Structure, dielectric, ferroelectric, and energy density properties of (1 − x)BZT–xBCT ceramic capacitors for energy storage applications
verfasst von
Venkata Sreenivas Puli
Dhiren K. Pradhan
Douglas B. Chrisey
M. Tomozawa
G. L. Sharma
J. F. Scott
Ram S. Katiyar
Publikationsdatum
01.03.2013
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science / Ausgabe 5/2013
Print ISSN: 0022-2461
Elektronische ISSN: 1573-4803
DOI
https://doi.org/10.1007/s10853-012-6990-1

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