[發明專利]一種壓電材料及其制備方法在審
| 申請號： | 201610540195.8 | 申請日： | 2016-07-11 |
| 公開（公告）號： | CN107611251A | 公開（公告）日： | 2018-01-19 |
| 發明（設計）人： | 何超;龍西法;李修芝;王祖建 | 申請（專利權）人： | 中國科學院福建物質結構研究所 |
| 主分類號： | H01L41/18 | 分類號： | H01L41/18;H01L41/187;H01L41/35;H01L41/41;C30B29/22;C30B33/04 |
| 代理公司： | 北京元周律知識產權代理有限公司11540 | 代理人： | 張瑩 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 壓電 材料 及其 制備 方法 | ||
1.一種鐵電壓電材料，其特征在于，所述鐵電壓電材料選自具有點缺陷的鈣鈦礦型晶體材料中的至少一種；所述鈣鈦礦型晶體材料中缺陷極化方向與鈣鈦礦型晶體材料自發極化的方向一致。
2.根據權利要求1所述的鐵電壓電材料，其特征在于，所述具有點缺陷的鈣鈦礦型晶體材料的化學式為：
A(BxMy)O3；
其中，x＝0.7～1，y＝0～0.3且x+y＝1；
A選自Ba和/或Pb；
B選自Zr、Ti、Mg、Zn、Ni、Sc、Yb、Y、Lu、Ho、In、Ta、W中的至少一種；M為摻雜元素，選自Sn、Mn、Fe中的至少一種；B和M占據相同的晶體學位置。
3.權利要求1或2所述鐵電壓電材料的制備方法，其特征在于，至少包括以下步驟：
a)得到具有點缺陷的鈣鈦礦型晶體材料；
b)通過外加電場的方法，使缺陷極化方向與鈣鈦礦晶體材料的極化方向一致。
4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，步驟a)具有點缺陷的鈣鈦礦型晶體材料通過在合成鈣鈦礦型晶體材料的過程中加入摻雜元素，得到點缺陷。
5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述在合成鈣鈦礦型晶體材料的過程中加入摻雜元素采用高溫熔融法，包括以下步驟：
(1)將A的氧化物、B的氧化物、摻雜元素M的氧化物和助劑混合均勻，得到初始混合物；
其中，A選自Ba和/或Pb；B選自Zr、Ti、Mg、Zn、Ni、Fe、Sc、Yb、Y、Lu、Ho、In、Ta、W中的至少一種；摻雜元素M選自Sn、Mn、Fe中的至少一種；
(2)將步驟(1)所得初始混合物置于900～1200℃熔融后，以0.1～20℃/天的速率降溫，得到具有點缺陷的鈣鈦礦型晶體材料。
6.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中，A的氧化物、B的氧化物、摻雜元素M的氧化物的摩爾比為：
A:B:M＝1:0.7～0.95:0.05～0.3。
7.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述步驟(1)中A是Pb；B是Mg、Nb和Ti的混合物；摻雜元素M是Sn、Sn與Mn和/或Fe的混合物。
8.根據權利要求7所述的制備方法，其特征在于，B中Mg、Nb和Ti的摩爾比為：
Mg：Nb：Ti＝1：2：1～3；
摻雜元素M中Sn、Mn、Fe的摩爾比為：
Sn：Mn：Fe＝0.5～2：0～1：0～1。
9.根據權利要求5所述的制備方法，其特征在于，所述助劑為鉛的氧化合物與H3BO3和/或B2O3組成的混合物。
10.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述外加電場是在居里溫度以上，電場為直流電場，電場強度為矯頑場的1～3倍，并保持電場將溫度降到室溫。
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