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Erschienen in: Journal of Electroceramics 2/2022

04.08.2022

Tunning the dielectric and energy storage properties of high entropy ceramics (Bi0.2Na0.2K0.2La0.2Sr0.2)(Ti1-xScx)O3 by Sc-doping at B-site in perovskite structure

verfasst von: Wentao Yang, Guangping Zheng

Erschienen in: Journal of Electroceramics | Ausgabe 2/2022

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Abstract

The (Bi0.2Na0.2K0.2La0.2Sr0.2)(Ti1-xScx)O3 (BNKLST-xSc) high entropy ceramics (HECs) have been successfully synthesized via a citrate acid method. The effects of Sc-doping on the lattice structure, microstructural morphology, dielectric and energy-storage properties of HECs are comprehensively investigated. The results indicate that although Sc3+ doped at B-site does not alternate the perovskite structure of BNKLST with a single phase, it results in lattice expansion and weakened bonding in TiO6 octahedron. The dielectric constant of BNKLST-xSc is reduced while the dielectric relaxation is enhanced with increasing Sc content x, due to the enhanced structural inhomogeneity in nano-regions. In addition, the lattice structure of BNKLST-0.2Sc exhibits ultra-high thermal stability at 30–300 °C, which achieves the maximum energy storage density of 1.094 J/cm3 with an outstanding efficiency better than 80%, accompanying by the mechanical and dielectric losses as low as ~ 10–3. It is suggested that BNKLST-0.2Sc could be promising dielectric materials in capacitors and energy-storage devices with an excellent combination of ultrahigh power density, high energy density, thermal stability as well as low mechanical and dielectric losses.

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Metadaten
Titel
Tunning the dielectric and energy storage properties of high entropy ceramics (Bi0.2Na0.2K0.2La0.2Sr0.2)(Ti1-xScx)O3 by Sc-doping at B-site in perovskite structure
verfasst von
Wentao Yang
Guangping Zheng
Publikationsdatum
04.08.2022
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Electroceramics / Ausgabe 2/2022
Print ISSN: 1385-3449
Elektronische ISSN: 1573-8663
DOI
https://doi.org/10.1007/s10832-022-00292-9

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