近日，在西北工业大学凝固技术国家重点实验室开放课题“亚微米晶铌酸钾钠基陶瓷储能特性研究”（SKLSP201718）的资助下，空军工程大学杜红亮副教授在《Nano Energy》（影响因子：13.12）上发表了题为“Grain size engineered lead-free ceramics with both large energy storage density and ultrahigh mechanical properties”的研究论文。
介电储能电容器具有功率密度高、充放电速度快和循环寿命长的优点，在核物理与技术、新能源发电系统、医用手术激光、混合动力汽车、石油天然气勘探和定向能武器等领域得到广泛应用，成为脉冲功率设备中最关键的元件之一。然而，目前介电储能电容器的储能密度和力学性能相对较低，不能满足脉冲功率器件轻量化和小型化的需求。
铌酸钾钠（K0.5Na0.5NbO3，KNN）陶瓷是近些年受到广泛研究的无铅压电陶瓷之一，研究主要集中在压电性能的提高和优化方面。近5年来，该材料的介电储能特性逐步受到关注。杜红亮副教授课题组采用固相合成工艺，通过材料组成和烧结工艺的控制，制备出具有亚微米级晶粒尺寸(100–200 nm)的高致密0.9K0.5Na0.5NbO3-0.1BiFeO3功能陶瓷材料，该材料亚微米尺度的晶粒使其电能存储密度大于2 J/cm3，硬度达到传统KNN陶瓷的5倍，压缩强度提高了近1倍，具有优异的力学和电学性能，为制备大功率脉冲电容器提供了高性能备选材料。上述研究工作由杜红亮副教授和凝固技术国家重点实验室高峰教授共同合作完成，论文第一作者为空军工程大学博士生杨泽田，杜红亮副教授为通讯作者。
★Zetian Yang, Feng Gao, Hongliang Du, Li Jin, Leilei Yan, Qingyuan Hu, Ying Yu, Shaobo Qua, Xiaoyong Wei, Zhuo Xu, Yan-Jie Wang, Grain size engineered lead-free ceramics with both large energy storage density and ultrahigh mechanical properties, Nano Energy, 58 (2019) 767-777.
论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285519301090?via%3Dihub
