文 献 综 述 1.选题依据和背景情况、工程应用价值及课题研究目的 1.1选题依据、背景情况及工程应用价值 随着全球能源问题的日益凸显，能源的有效储存和利用已经成为迫切需要解决的问题，尤其是能量的储存这方面的研究已经成为能源科学领域研究的热点。

电池拥有高的能量储存密度，但是瞬间放电的功率较低；而电容器相对于电池来说虽然能量储存密度较低，但是瞬间放电的功率远高于电池，能在较短时间内产生高功率的脉冲电流。

传统的电介质电容器虽然拥有适度的放电功率和能量储存密度，但还是无法满足超高功率放电的需求，例如电子炮和脉冲能量武器等应用领域；所以高储能密度和高放电功率的电容器材料的研究引发了广大研究者的关注，开发出既具有高能量储存密度又有超高放电功率的电容器材料成为研究的目标。

目前，被研究最多的电容器材料主要集中在三种材料上：反铁电体材料、电介质玻璃陶瓷材料和聚合物基铁电体材料，其中，反铁电体材料由于其自身具有高能量储存密度且在压力和温度作用下的反铁电-铁电(AFE-FE)相变产生高功率电流的特点更加引起了研究者的兴趣。

图1-1(a)、(b)、(c)分别代表线性电介质、铁电体和反铁电体的储能情况。

从图中可以反映出反铁电体没有类似铁电体那样高的剩余极化强度 (Pr)，同时又能像线性电介质那样充分释放储存的能量，故反铁电体具有优良的存储和释放电能的特性，适合作高密度储能电容器材料[1,2]。

图1-1 不同电介质的电滞回线：(a) 线性电介质, (b) 铁电体, (c) 反铁电体[1] 同时，反铁电材料被描述为相邻偶极子排列反向，自由能接近铁电材料[3]。

它们的相对介电常数可以很大[4]，电致伸缩系数被预期与铁电体相似[5]。

过去因为场致诱发相变为铁电相，伴随着大体积的变化而引发了研究热，成为应力应变发生器的选择之一[6]。

铅基反铁电材料 PZ、PZT、PLZT、PLZST 等虽然具有良好的反铁电性能和储能密度，但是由于铅对人体有长期的生物积累性的危害，因此含铅的反铁电陶瓷材料在电容器等电子产品的制备和报废过程中不可避免给人类和环境带来不同程度的危害。