铌酸银无铅反铁电陶瓷,主要成分是铌酸银(AgNbO3),为钙钛矿结构,是一种成分中不含铅、环境友好的反铁电陶瓷。铌酸银无铅反铁电陶瓷制备可利用水热合成法先制备铌酸银粉体,再经高温烧结获得铌酸银陶瓷块体。
介电陶瓷是制造电介质电容器的主要材料之一,电介质电容器的储能密度通常低于电化学超级电容器,对其应用领域拓展形成限制。同时随着科技进步,下游市场对电介质电容器的要求正在向着小型化、集成化、高能量密度方向发展。
电介质电容器可以采用反铁电陶瓷进行制造。反铁电陶瓷包括铅基反铁电陶瓷、无铅反铁电陶瓷两大类。传统的铅基反铁电陶瓷储能性能优异,但成分中含有铅元素,生产、使用、废弃等环节均会对生态环境造成危害。因此开发储能性能优异的无铅反铁电陶瓷意义重大。
铌酸银无铅反铁电陶瓷具备反铁电陶瓷常见的双电滞回线、极化强度高、机械性能优、耐热性能好等特点,并且与铌酸钠(NaNbO3)无铅反铁电陶瓷相比,其储能性能较优,可与铅基反铁电陶瓷相媲美,但能量损耗较大,高储能密度与高储能效率无法兼顾,仍达不到高储能性能要求。
我国铌酸银无铅反铁电陶瓷技术研究还在不断深入。2023年12月,中国科学院上海硅酸盐研究所团队提出一种提高AgNbO3反铁电材料储能特性的新思路,通过引入高固溶度La元素,获得了同时具有反铁电性和线性特征的Ag0.76La0.08NbO3陶瓷,综合储能性能优于绝大部分无铅储能陶瓷材料,相关成果发表于《Journal Of Materials Chemistry C》。
新思界
行业分析人士表示,铌酸银无铅反铁电陶瓷制备成电容器等器件后,可以广泛应用在新能源发电、新能源汽车、医疗设备、仪器仪表、消费电子、航空航天、激光武器等领域,拥有广阔应用前景,因此我国铌酸银无铅反铁电陶瓷相关研究机构不断增多,主要有清华大学、广西大学、广东工业大学、南京航空航天大学、河南理工大学、河北大学、西安科技大学、陕西科技大学等。