BaTiO3基储能介质陶瓷的制备及其介电性能研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着电子设备的小型化、集成化和高性能化发展，对储能元件提出了更高的要求，例如更高的储能密度、更高的功率密度以及更快的充放电速度等。

陶瓷电容器作为一种重要的储能元件，具有介电常数高、介电损耗低、充放电速度快等优点，在电子设备中得到了广泛的应用。

钛酸钡(batio3)基陶瓷作为一种典型的铁电材料，具有较高的介电常数，良好的温度稳定性和化学稳定性，被认为是制备高性能储能介质陶瓷的理想材料之一。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，随着电子器件对储能材料性能要求的不断提高，batio3基储能介质陶瓷的研究得到了国内外学者的广泛关注。

1. 国内研究现状

国内学者在batio3基储能介质陶瓷的制备、改性及性能研究方面取得了一系列成果。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本选题拟采用传统固相反应法制备batio3基储能介质陶瓷，并通过掺杂改性等手段优化其微观结构和性能。

主要研究内容包括以下几个方面：1.batio3基陶瓷粉体的制备及表征：采用固相反应法制备batio3基陶瓷粉体，并利用x射线衍射仪(xrd)、扫描电子显微镜(sem)等手段对粉体的物相组成、晶粒尺寸和形貌进行表征；2.batio3基陶瓷的烧结工艺研究：研究烧结温度、保温时间等工艺参数对batio3基陶瓷致密度的影响，确定最佳的烧结制度；3.batio3基陶瓷的介电性能研究：利用阻抗分析仪测试batio3基陶瓷的介电常数、介电损耗、介电tunability等介电性能，并分析其影响因素；4.batio3基陶瓷的储能性能研究：测试batio3基陶瓷的储能密度、储能效率、充放电性能等储能性能，并探讨其储能机制；5.掺杂改性对batio3基陶瓷的结构与性能的影响：研究不同类型和含量的掺杂元素对batio3基陶瓷的微观结构、介电性能和储能性能的影响规律。

1. 主要内容

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用以下方法和步骤开展研究工作：
1.文献调研阶段：查阅国内外相关文献，了解batio3基储能介质陶瓷的研究现状、发展趋势以及存在的问题，为本研究提供理论基础和研究方向。

2.材料制备阶段：采用传统固相反应法制备batio3基陶瓷粉体。

具体步骤包括：原料的称量、混合、球磨、预烧、粉碎、成型、烧结等。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于：
1.系统研究不同掺杂元素对BaTiO3基陶瓷微观结构、介电性能和储能性能的影响规律，探索提高其储能性能的有效途径。

2.结合多种测试手段，深入分析BaTiO3基陶瓷的储能机制，为设计和开发新型储能材料提供理论指导。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 刘欣,李龙土.弛豫铁电陶瓷的储能特性研究进展[j].材料导报,2018,32(15):2551-2558.

[2] 陈涛,王智宇,王晓辉,等.直流储能陶瓷材料研究进展[j].材料导报,2016,30(16):1-6.

[3] 何洪波,周志豪,李玲,等.高储能密度介电陶瓷的研究进展[j].材料导报,2021,35(1):104-111.