Keramické materiály pro energetiku

Abstract

Tato práce se zaměřuje na ověření elektrických vlastností antiferroelektrických keramických materiálů v binárním systému (1-x)(Bi0,5Na0,5)TiO3 – xNaNbO3, x = (0,22 a 0,76). Prášky materiálů se submikronovými částicemi byly úspěšně syntetizovány z prekurzorů a následně tepelně zpracovány pomocí dvou metod slinování, tj. SPS a v konvenční peci za přístupu normální atmosféry. Fázová struktura keramických prášků a slinutých vzorků byla změřena rentgenovou difraktografií a mikrostruktura pozorována skenovacím elektronovým mikroskopem. Na slinutých vzorcích bylo provedeno měření tvrdosti dle Vickerse. Antiferroelektrické vlastnosti zkoumaných materiálů byl potvrzeny měřením dielektrických vlastností, nepovedlo se však dosáhnout vysoké energetické kapacity u žádného ze vzorků. Přesto tyto antiferroelektrické materiály jeví potenciál pro budoucí využití v bezolovnatých keramických uložištích energie.This work focuses on verification of electric properties of antiferroelectric ceramic materials in binary system of (1-x)(Bi0,5Na0,5)TiO3 – xNaNbO3, x = (0.22 and 0.76). Powders of these materials with submicron particle size were successfully prepared from precursors and thermally treated using two sintering methods i.e., SPS and in conventional furnace in oxidizing atmosphere. Phase structure of ceramic powders and sintered samples was measured using X-ray diffractometry and microstructure was observed using scanning electron microscopy. Hardness of sintered samples was tested using Vickers method. Antiferroelectric properties of studied materials were confirmed by measuring their dielectric properties; however, high energy density capacity was not achieved in any of the tested samples. Despite of these results studied antiferroelectric materials show a promising potential for future use in lead-free ceramic energy storage solutions.