[發明專利]6H相鈣鈦礦BaCrO3晶體及其制備方法

無效

• 申請號: 201010281020.2
• 申請日: 2010-09-13
• 公開（公告）號: CN101935878A
• 公開（公告）日: 2011-01-05
• 發明（設計）人: 呂玉璽;劉青清;靳常青
• 申請（專利權）人: 中國科學院物理研究所
• 主分類號: C30B29/24
• 分類號: C30B29/24;C30B1/12;B01J3/06
• 代理公司: 北京中創陽光知識產權代理有限責任公司 11003
• 代理人: 尹振啟

技術領域

本發明涉及一種由通過高溫高壓條件下反應得到6H相BaCrO₃晶體及其制備方法，特別指一種通過高壓高溫和超高壓高溫條件兩步法制備的6H相BaCrO₃晶體及其制備方法。

背景技術

由于Cr⁴⁺化學鍵價的漲落，具有ACrO₃(A為堿土金屬離子)形式的鈣鈦礦化合物無法在常壓下合成，都必須借助高溫高壓的極端條件才能合成。由于其極端的合成條件，人們對其研究較少，它們的性質還沒有被完全研究清楚。這個系列的化合物在使用堿土金屬氧化物作為起始反應原料的合成過程中不可避免要伴隨著CrO₂的分解，合成得到的樣品中總會含有雜質，這對化合物性質的研究是一個很大的障礙。BaCrO₃由于過大的Ba離子容易形成六方層狀結構，而已知的就有4H等相(數字代表晶胞內BaO₃平面的個數，字母代表結構類型)。

發明內容

本發明的目的在于提供一種6H相鈣鈦礦BaCrO₃晶體、及利用兩步高壓反應法來制備BaCrO₃晶體的方法。

為實現上述目的，本發明6H相鈣鈦礦BaCrO₃晶體，晶體的空間群為P6₃/mmc(No.194)，晶格常數為：

一種上述6H相鈣鈦礦BaCrO₃晶體的制備方法，具體為：

1)在壓力為4～6.5GPa、溫度為900℃～1100℃、保溫時間3～60分鐘的環境下，將分析純的BaO原料和高純的CrO₂原料合成4H相BaCrO₃；

2)用稀酸洗，以除去雜質；

3)在壓力為16～18GPa、溫度為900℃～1100℃、保溫時間3～60分鐘的環境下，處理步驟2)中得到的4H相BaCrO₃，即可生成6H相鈣鈦礦BaCrO₃。

進一步，所述BaO原料和CrO₂原料按照1.2∶1的摩爾比配比，其在充滿Ar氣氛的手套箱中稱量、混合、均勻研磨，然后壓成直徑6mm、高3-5mm的小圓片，用金箔包裹，并封裝在Φ8×15mm的氮化硼圓柱內。

進一步，所述步驟1)在石墨爐中反應來獲得反應溫度，石墨爐放置在六面頂大壓機的高壓組裝件內進行高壓合成。

進一步，所述步驟1)和步驟3)中反應時，采用先升壓再升溫的步驟過程。

進一步，所述步驟2)的具體步驟為：將所述步驟1)中制得的4H相BaCrO₃在研缽中研碎，將得到的粉末在燒杯中使用30-50ml濃度為4％的稀鹽酸浸泡3～60分鐘，倒掉上層的稀酸液，重復上面的操作一次，加入3-5ml去離子水靜置3～60分鐘，倒掉上層的水，將燒杯中沉淀物烘干，即可得到純的4H相BaCrO3。

進一步，所述步驟3)的具體步驟為：將步驟2)處理后的適量4H相BaCrO₃壓成直徑1.5mm的小圓柱，并用金箔或者鉑箔包裹，將包裹好的圓柱放入以氧化鎂和氧化鋯為高壓傳壓介質的鉭加熱器中，將鉭加熱器放入高壓組裝件內進行高壓合成；先在室溫下緩慢升壓至16～18GPa，然后啟動加熱程序加熱至900℃～1100℃，在高溫高壓條件下反應3～60分鐘，淬火至室溫，然后緩慢卸壓即可得到純相的6H相鈣鈦礦BaCrO₃。

本發明利用BaO和CrO₂在高溫高壓的條件下合成4H相BaCrO₃，然后進一步通過在更高壓力的條件下高溫處理4H相BaCrO₃使其轉化為6H相鈣鈦礦BaCrO₃的兩步法來得到BaCrO₃的另外一個單相一6H相，這為進一步研究BaCrO₃的各種相的性質提供了可能。

附圖說明

圖1是本發明的在6GPa高壓條件下制備并用稀酸洗后得到的4H相BaCrO₃樣品的XRD圖譜；

圖2是本發明的16～18GPa高壓條件下對4H相BaCrO₃進行處理后得到的6H相鈣鈦礦BaCrO₃樣品的XRD圖譜及其指標化；

圖3是本發明的6H相鈣鈦礦BaCrO₃樣品的磁化率隨溫度的變化關系曲線及溫度為5K時樣品的磁化隨磁場的變化曲線；