[發(fā)明專(zhuān)利]用于制備薄膜的化學(xué)式為SrBi2Ti2O9的鉍層狀結(jié)構(gòu)鐵電陶瓷材料的制備方法無(wú)效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201110089166.1 | 申請(qǐng)日： | 2011-04-11 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN102267811A | 公開(kāi)（公告）日： | 2011-12-07 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 范素華 | 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人： | 山東女子學(xué)院 |
| 主分類(lèi)號(hào)： | C04B35/475 | 分類(lèi)號(hào)： | C04B35/475;C04B35/622 |
| 代理公司： | 濟(jì)南舜源專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 37205 | 代理人： | 侯緒軍 |
| 地址： | 250300 山東省濟(jì)*** | 國(guó)省代碼： | 山東;37 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 用于 制備 薄膜 化學(xué)式 srbi sub ti 層狀 結(jié)構(gòu) 陶瓷材料 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種鉍層狀結(jié)構(gòu)鐵電材料的制備，具體為一種用于制備薄膜的化學(xué)式為SrBi2Ti2O9的鉍層狀結(jié)構(gòu)鐵電陶瓷材料的制備方法。
背景技術(shù)
近年來(lái)由于鐵電材料可用于非揮發(fā)性鐵電隨機(jī)存儲(chǔ)器（NVFRAM）等而受到廣泛關(guān)注，鉍層狀鈣鈦礦結(jié)構(gòu)鐵電材料因其優(yōu)良的抗疲勞性能，在非揮發(fā)性鐵電隨機(jī)存儲(chǔ)器中的應(yīng)用研究與日俱增。在鈣鈦礦結(jié)構(gòu)鐵電材料中，鈣鈦礦型Pb(Zr,Ti)O3(PZT)材料由于具有較大的剩余極化(Pr)、較低的嬌頑場(chǎng)(Ec)和高的居里溫度而得到廣泛關(guān)注，但是PZT存在著較嚴(yán)重的疲勞問(wèn)題。同時(shí)由于PZT中含有大量的鉛元素，它們?cè)谥苽浜褪褂脧U棄過(guò)程中，會(huì)給人類(lèi)和環(huán)境帶來(lái)很大的危害。近年來(lái)，為了滿(mǎn)足環(huán)境保護(hù)的需要和人類(lèi)社會(huì)可持續(xù)性發(fā)展，研究和開(kāi)發(fā)無(wú)污染的鐵電陶瓷已成為各國(guó)研究的熱點(diǎn)課題之一。
鉍層狀鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料是在上世紀(jì)末發(fā)現(xiàn)的具有較好鐵電性能的材料，是一類(lèi)極具潛力的高溫?zé)o鉛壓電鐵電材料，該材料具有高的居里溫度和品質(zhì)因數(shù)，大的各向異性，高絕緣強(qiáng)度和電阻率、高擊穿場(chǎng)強(qiáng)、低老化率等特點(diǎn)。幾年來(lái)對(duì)鉍層狀結(jié)構(gòu)的壓電鐵電材料的研究和開(kāi)發(fā)極為活躍。
鉍層狀鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料的化學(xué)通式為(Bi2O2)2+(Am-1BmO3m+1)2-，(Bi2O2)2+為層狀結(jié)構(gòu)，(Am-1BmO3m+1)2-為類(lèi)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，層狀結(jié)構(gòu)(Bi2O2)2+（簡(jiǎn)稱(chēng)鉍層）與類(lèi)鈣鈦礦結(jié)構(gòu)層（以氧八面體BO6為標(biāo)志）交替排列，A一般為+1，+2或者+3價(jià)離子，B為+3，+4或者+5價(jià)離子，m為類(lèi)鈣鈦礦層（氧八面體BO6，m=1-5）的個(gè)數(shù)，找出一種可以替代PZT材料的鉍層狀結(jié)構(gòu)的材料成為研究的一個(gè)方向。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于制備出一種可以替代PZT材料的用于制備薄膜的鉍層狀結(jié)構(gòu)鐵電陶瓷材料。
本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：用于制備薄膜的化學(xué)式為SrBi2Ti2O9的鉍層狀結(jié)構(gòu)鐵電陶瓷材料的制備方法，以鈦酸四丁酯、乙酰丙酮、硝酸鉍、乙酸鍶、乙二醇為原料，采用溶膠-凝膠法合成，具體步驟如下：
（1）以鈦酸四丁酯和乙酰丙酮按照體積比為1:1的比例配制A溶液：乙酰丙酮緩緩滴入鈦酸四丁酯溶液中，將混合后盛溶液的容器置于0℃的冰水中，并不斷的攪拌混合液；將混合好的溶液繼續(xù)攪拌24h，得到澄清黃褐色透明的A溶液；因?yàn)殁佀崴亩□O易吸收空氣中的水分，而水解產(chǎn)生沉淀，因此利用乙酰丙酮來(lái)螯合鈦酸四丁酯，形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，得到穩(wěn)定的溶液；
（2）稱(chēng)取重量比為154:31的硝酸鉍、乙酸鍶，以乙二醇作為溶劑配置溶液，攪拌24h，得到澄清透明的B溶液；
（3）按照每百毫升的鈦酸四丁酯添加154g硝酸鉍的比例，將B溶液緩緩滴入A溶液中；通過(guò)添加乙二醇，調(diào)節(jié)乙酸鍶溶液的濃度為0.1mol/l；同時(shí)利用鹽酸調(diào)節(jié)pH值，使溶液的pH=3；將混合后的溶液充分?jǐn)嚢?8h，得到淡黃色的溶液C；用乙二醇配置溶液粘度比較適宜，而且做出薄膜的質(zhì)量比較好；
（4）將溶液C置于真空干燥箱中干燥，干燥溫度為80℃；
（5）將干燥得到的前軀體粉體在680℃下預(yù)合成1h；取出預(yù)合成粉料，磨細(xì)后壓成直徑為12mm，厚度為1mm的圓片，在1050-1210℃范圍內(nèi)燒結(jié)，保溫時(shí)間為5h，最后在空氣中自然冷卻，得到白色略帶黃色的SrBi2Ti2O9鐵電陶瓷圓片。
本發(fā)明之所以選擇SrBi2Ti2O9化學(xué)式，因其是一種鉍層狀鈣鈦礦結(jié)構(gòu)材料，具有較高的居里溫度650℃，極化強(qiáng)度較大2Pr＝24μC/cm2。?
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