鈮酸銀無鉛反鐵電陶瓷,主要成分是鈮酸銀(AgNbO3),為鈣鈦礦結構,是一種成分中不含鉛、環境友好的反鐵電陶瓷。鈮酸銀無鉛反鐵電陶瓷制備可利用水熱合成法先制備鈮酸銀粉體,再經高溫燒結獲得鈮酸銀陶瓷塊體。
介電陶瓷是制造電介質電容器的主要材料之一,電介質電容器的儲能密度通常低于電化學超級電容器,對其應用領域拓展形成限制。同時隨著科技進步,下游市場對電介質電容器的要求正在向著小型化、集成化、高能量密度方向發展。
電介質電容器可以采用反鐵電陶瓷進行制造。反鐵電陶瓷包括鉛基反鐵電陶瓷、無鉛反鐵電陶瓷兩大類。傳統的鉛基反鐵電陶瓷儲能性能優異,但成分中含有鉛元素,生產、使用、廢棄等環節均會對生態環境造成危害。因此開發儲能性能優異的無鉛反鐵電陶瓷意義重大。
鈮酸銀無鉛反鐵電陶瓷具備反鐵電陶瓷常見的雙電滯回線、極化強度高、機械性能優、耐熱性能好等特點,并且與鈮酸鈉(NaNbO3)無鉛反鐵電陶瓷相比,其儲能性能較優,可與鉛基反鐵電陶瓷相媲美,但能量損耗較大,高儲能密度與高儲能效率無法兼顧,仍達不到高儲能性能要求。
我國鈮酸銀無鉛反鐵電陶瓷技術研究還在不斷深入。2023年12月,中國科學院上海硅酸鹽研究所團隊提出一種提高AgNbO3反鐵電材料儲能特性的新思路,通過引入高固溶度La元素,獲得了同時具有反鐵電性和線性特征的Ag0.76La0.08NbO3陶瓷,綜合儲能性能優于絕大部分無鉛儲能陶瓷材料,相關成果發表于《Journal Of Materials Chemistry C》。
新思界
行業分析人士表示,鈮酸銀無鉛反鐵電陶瓷制備成電容器等器件后,可以廣泛應用在新能源發電、新能源汽車、醫療設備、儀器儀表、消費電子、航空航天、激光武器等領域,擁有廣闊應用前景,因此我國鈮酸銀無鉛反鐵電陶瓷相關研究機構不斷增多,主要有清華大學、廣西大學、廣東工業大學、南京航空航天大學、河南理工大學、河北大學、西安科技大學、陜西科技大學等。