【摘 要】
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在过去的几十年里,介电陶瓷因其超高的功率密度和快速的充放电速率被广泛的应用于各类电容器中。从人类健康和环境友好的角度,人们对无铅铁电陶瓷进行了广泛的研究。钙钛矿结构（ABO3）的钛酸铋钠(Bi0.5Na0.5Ti O3,BNT)是一种具有大剩余极化和高居里温度的无铅铁电材料。然而,高矫顽场和低电击穿强度使BNT难于完全极化,从而限制了其作为储能电介质的应用。一般来说,在BNT晶胞的A位或B位掺杂元
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在过去的几十年里,介电陶瓷因其超高的功率密度和快速的充放电速率被广泛的应用于各类电容器中。从人类健康和环境友好的角度,人们对无铅铁电陶瓷进行了广泛的研究。钙钛矿结构（ABO3）的钛酸铋钠(Bi0.5Na0.5Ti O3,BNT)是一种具有大剩余极化和高居里温度的无铅铁电材料。然而,高矫顽场和低电击穿强度使BNT难于完全极化,从而限制了其作为储能电介质的应用。一般来说,在BNT晶胞的A位或B位掺杂元素,会导致化学元素分布的无序和Ti O6八面体的变化,是提高储能性能的有效方法。本文采用水热合成法制备了BNT基纳米陶瓷粉体,系统研究了烧结温度、离子掺杂（Sr、Ba和Ca）对BNT基陶瓷的微结构、介电性能和储能性能的影响。具体研究内容和结论如下:（1）采用水热法在NaOH浓度为6 mol/L,温度为200℃,保温4 h的条件下,合成粒径约为80 nm的BNT纳米粉体。以此BNT粉体为原料制备陶瓷,1100℃烧结的BNT陶瓷有效储能密度(Wrec)为0.38 J/cm~3,储能效率（η）为18.24%。（2）以水热法合成的纳米粉体制备了Sr掺杂、Sr和Ba共掺杂的BNT基陶瓷。在1100℃烧结的Sr掺杂(Bi0.5Na0.5)0.75Sr0.25Ti O3陶瓷,有效储能密度(Wrec)为1.27 J/cm~3,比BNT陶瓷的有效储能密度（0.38 J/cm~3）提高了234%;Sr和Ba共掺杂(Bi0.5Na0.5)0.72Sr0.24Ba0.04Ti O3陶瓷的有效储能密度(Wrec)为1.41 J/cm~3,比BNT陶瓷的有效储能密度增加了271%。以上结果表明Sr掺杂以及Sr和Ba共掺杂可以显著提高BNT陶瓷的储能性能。（3）用水热法合成的纳米粉体（40 nm）制备了Sr、Ba和Ca共掺杂的BNT基高熵陶瓷。在1200℃烧结的(Bi0.2Na0.2Ba0.2Sr0.2Ca0.2)Ti O3（BNBSCT）高熵陶瓷呈单一的四方钙钛矿相,其有效储能密度(Wrec)为1.37 J/cm~3,介电常数（εr）为3788。结果表明BNBSCT高熵陶瓷的晶格畸变,使其呈现出了介电弛豫特征,从而显著提高了陶瓷的介电和储能性能。
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