钙铁矿——制作陶瓷材料电容器的新宠儿
发布时间:2024-08-09来源:
材料牛注:电容器作为电器家族中不可或缺的一份子,其性质、性能一直备受关注。这不,科学家们又开始动脑筋寻找更好的制造电容器的材料。传统的陶瓷材料“锆钛酸铅”虽然性能优越,但有毒害性却成了它致命的缺点。近期科学家发现,由钙钛矿氮氧化物制成的陶瓷材料能表现出良好的“介电性质”,这使得传统陶瓷材料的毒性问题有望得到解决。 陶瓷电容器在诸多电子器件上——从电脑、手机到通讯传输站和高电压激光源——都能看到其身影。电容器的作用和电池十分相似。电容器是一种“电介质”——它们是绝缘体,从而使得电场能够呆在其中,同时能量几乎没有损失。电容器的介电质特性使其能够储存并释放电能。最常见的用于制造电容器的陶瓷材料是锆钛酸铅,但这种材料一旦沉淀,就会对健康和环境产生危害。于是,科学家们不断努力寻找其他毒性较小的陶瓷材料。 钙钛矿氮氧化物廉价而易于加工,并且有着明显的晶体结构,这都使得它成为非常有前景的陶瓷材料。但是它也有缺点:在制造过程中,需要通过烧结来提高它们的绝缘性,然而烧结可能造成材料化学组成的变化,使陶瓷材料从绝缘态变为导体。 研究人员在1450摄氏度下烧结钙钛矿SrTaO2N粉末3个小时,之后又在950摄氏度的液态氨中“回火”12小时,最后缓慢自然冷却。 经历这一过程之后,研究人员发现,在材料的表面(而不是内部)表现出了非常重要的电介质性质,这被称为“铁电性”。这是“铁电性反应”第一次在钙铁矿氮氧化物上被发现。研究人员称,这一发现使得该材料有望被做成多层陶瓷电容器。 原文链接:https://scienmag.com/making-electronics-safer-with-perovskites/
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