近日,我院张斗教授电子陶瓷功能材料与器件团队,围绕压电陶瓷、介电储能陶瓷与聚合物关键技术攻关取得多项突破,研究论文相继发表于国际权威期刊《Advanced Functional Materials》、《Acta Materiallia》及《Chemical Engineering Journal》。
团队从缺陷化学出发,在压电陶瓷中揭示笔产引起的氧空位补偿与价态补偿之间的竞争机制,建立笔产化学计量与多尺度结构的内在联系,实现宽温范围稳定的优异压电系数(诲33词260辫肠/狈,浮动仅8%);在介电聚合物材料中,创新构建拓扑结构调控聚合物异质性与极化输运势垒,破坏聚合物链间耦合的连续性,实现电荷阻断,在高温150℃和200℃条件下分别实现了超高的储能密度8.79闯/肠尘3和5.93J/cm3,并保持高储能效率达90%以上;在介电储能陶瓷中设计铁电-铁弹杂化结构,协同高熵化与氧八面体倾斜设计,调控高活性极性纳米微区并提高击穿场强,获得11.02闯/肠尘3和92%的高储能密度和效率,并在宽温范围内保持优异稳定性。
系列成果分别由博士研究生李京芷、陈曦,硕士研究生黄志敏担任第一作者,系统解决压电陶瓷、介电储能陶瓷及聚合物电学性能不足、温度稳定性差等技术瓶颈和行业难题,为下一代电子功能材料的研发提供全新设计思路与设计方案,充分彰显我院在电子功能材料领域强劲的科研创新实力。

图1 压电陶瓷过量Pb提升压电性能及温度稳定性

图2 介电储能聚合物中设计拓扑结构提升高温储能性能

图3 介电储能陶瓷中协同设计高熵化与氧八面体倾斜实现高储能性能
(一审:李卉淼 二审:刘彬 三审:张斗)