[發(fā)明專(zhuān)利]無(wú)水酒石酸鋅鐵電功能材料及其制備方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910100797.1
• 申請(qǐng)日: 2009-07-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101654408A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-02-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭岳青;劉文;林建利;許偉
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 寧波大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C07C59/255
• 分類(lèi)號(hào): C07C59/255;C07C51/41
• 代理公司: 寧波奧圣專(zhuān)利代理事務(wù)所（普通合伙）
• 代理人: 程曉明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鐵電功能材料，具體涉及無(wú)水酒石酸鋅鐵電功能材料及其制備方法。?

背景技術(shù)

鐵電功能材料(鐵電體)是指其晶體結(jié)構(gòu)在不加外電場(chǎng)時(shí)就具有自發(fā)極化現(xiàn)象，自發(fā)極化的方向能夠被外加電場(chǎng)反轉(zhuǎn)或重新定向的一類(lèi)功能材料。由于鐵電材料具有優(yōu)良的鐵電、介電、熱釋電以及壓電等特性，被廣泛應(yīng)用于鐵電存儲(chǔ)器、紅外探測(cè)器、聲表面波和集成光電器件等現(xiàn)代電子技術(shù)和微機(jī)械技術(shù)等固態(tài)器件方面，鐵電材料及其應(yīng)用研究已成為凝聚態(tài)物理、固體電子學(xué)領(lǐng)域最熱門(mén)的研究課題之一。?

早在18到19世紀(jì)，科學(xué)家就對(duì)材料的鐵電性進(jìn)行研究，其中以1880年J.Curie與P.Curie最具代表性。最早獲得使用的鐵電材料是羅息鹽(酒石酸鉀鈉)，1894年P(guān)ockels報(bào)道了羅息鹽具有異常大的壓電常數(shù)，1920年法國(guó)的Valasek觀察到羅息鹽晶體(斜方晶系)的鐵電電滯回線；1935年、1942年又發(fā)現(xiàn)了磷酸二氫鉀(KH₂PO₄)及其類(lèi)似晶體中的鐵電性與鈦酸鋇(BaTiO₃)陶瓷的鐵電性。從目前的研究現(xiàn)狀來(lái)看，對(duì)于具有高性能的鐵電材料的研究和開(kāi)發(fā)應(yīng)用仍然處于發(fā)展階段。金屬有機(jī)配位化學(xué)的發(fā)展為新型功能材料的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)提供了嶄新的思路，并大大推動(dòng)了材料科學(xué)的發(fā)展。其主要策略在于通過(guò)選擇合適的金屬離子與有機(jī)配體，借助金屬離子與有機(jī)配體之間的配位鍵合作用，來(lái)實(shí)現(xiàn)新穎功能材料的設(shè)計(jì)和構(gòu)筑。?

由于在金屬有機(jī)配合物的自組裝過(guò)程中，配合物結(jié)構(gòu)中易形成結(jié)晶水分子或者配位水分子，從而大大限制了金屬有機(jī)功能配合物的使用溫度范圍。因此，無(wú)水金屬有機(jī)鐵電功能配合物的研究成為鐵電功能材料研究的一個(gè)重要方向。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種鐵電特性能更佳，熱穩(wěn)定性更好的無(wú)水酒石酸鋅鐵電功能材料。?

本發(fā)明還提供了上述無(wú)水酒石酸鋅鐵電功能材料的制備方法，該制備方法具有流程少，工藝簡(jiǎn)單，對(duì)設(shè)備要求低，原料使用廉價(jià)的鋅鹽與酒石酸，無(wú)污染，成本低，易于產(chǎn)業(yè)化等優(yōu)點(diǎn)。?

本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：無(wú)水酒石酸鋅鐵電功能材料，該鐵電功能材料分子式為[Zn(C₄H₄O₆)]，該鐵電功能材料為能通過(guò)100目篩的純度不低于99％?的白色粉體，該白色粉體的熱溫定性溫度為350℃，該鐵電功能材料的鐵電特征參數(shù)分別為：剩余極化強(qiáng)度2Pr＝0.73μC·cm^-2，矯頑電場(chǎng)2Ec＝0.47kv·cm^-1，飽和極化強(qiáng)度Ps＝0.43μC·cm^-2。可以看出配合物[Zn(C₄H₄O₆)_2/2]的飽和極化強(qiáng)度要大于羅息鹽(NaKC₄H₄O₆·4H₂O)的飽和極化強(qiáng)度Ps＝0.25μC·cm^-2。?

上述無(wú)水酒石酸鋅鐵電功能材料的制備方法，包括下述步驟：?

a、酒石酸溶液的配制：將酒石酸溶于去離子水中，配成摩爾濃度為0.01～0.8mol/L的溶液，并攪拌至完全溶解，得到酒石酸溶液待用；酒石酸可以為：L-(+)-酒石酸，D-(-)-酒石酸，DL-酒石酸。?

b、酒石酸鋅溶液的制備：按照鋅離子與酒石酸摩爾比1∶1～3的比例，把固體鋅鹽逐漸加入至步驟a所配制的酒石酸溶液中，邊加入邊持續(xù)攪拌，攪拌20～40min后，過(guò)濾除去不溶物，所得濾液即為酒石酸鋅溶液。?

c、無(wú)水酒石酸鋅粉體的制備：用酸度調(diào)節(jié)劑將步驟b所得的酒石酸鋅溶液pH值調(diào)節(jié)為3～7，然在30～65℃的恒溫下攪拌1～3h，抽慮得到白色粉晶，將該白色粉晶置于70～150℃恒溫箱中脫水5～8h，得到白色粉體，將白色粉體置于瑪瑙研缽中研磨，通過(guò)100目篩得到具有鐵電性質(zhì)的無(wú)水酒石酸鋅鐵電粉體。在30～65℃的恒溫下攪拌1～3h，抽慮得到白色粉晶的方法，也可以用30～50℃的恒溫箱恒溫靜置2～30天，自然結(jié)晶得到無(wú)色塊狀的酒石酸鋅晶體的方法代替。?

用粉末X-射線衍射得到如圖1所示的上述白色粉體的晶相。而后采用差熱-熱重分析(圖2)證明該無(wú)水酒石酸鋅鐵電粉體可以在室溫至350℃溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定存在。?

在步驟a中，所述酒石酸溶液的濃度為0.1～0.8mol/L。?