[發明專利]用于制備無鉛壓電材料的前體溶液及方法

有效

• 申請號: 202011253180.6
• 申請日: 2016-06-30
• 公開（公告）號: CN112374885B
• 公開（公告）日: 2023-01-20
• 發明（設計）人: A·西米諾;G·薩爾奇洛;V·卡薩塞利;A·迪馬特奧
• 申請（專利權）人: 意法半導體股份有限公司
• 主分類號: C04B35/49
• 分類號: C04B35/49;C04B35/465;C04B35/468;C04B35/622
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 吳亦華;呂小羽

1.用于制備BZT-αBXT型陶瓷的無鉛前體溶液，其中B是鋇，Z是鋯，X選自Ca、Sn、Mn和Nb，T是鈦，且α是在0.10和0.90之間的范圍內選擇的摩爾分數，所述前體溶液由以下組成：

1) 至少一種鋇前體化合物；

2) 至少一種選自鈣前體化合物、錫前體化合物、錳前體化合物和鈮前體化合物的前體化合物；

3) 至少一種鋯的無水前體化合物；

4) 至少一種鈦的無水前體化合物；

5) 選自乙二醇的溶劑，以及選自以下的輔助溶劑：3-甲基戊酸、4-甲基戊酸、2-乙基戊酸、3-乙基戊酸、2,2-二甲基戊酸、3,3-二甲基戊酸、2,3-二甲基戊酸和3-乙基己酸，其適于溶解所述至少一種鋇前體化合物以及所述鈣前體化合物、所述錫前體化合物、所述錳前體化合物和所述鈮前體化合物中的至少一種；

6) 螯合劑；和

7) 增粘劑，所述增粘劑選自聚乙烯吡咯烷酮和聚乙二醇；

其中所述鈣、鋇、鋯、鈦、錫、鈮和錳的前體化合物選自金屬醇鹽、金屬-二醇絡合物、金屬-硫醇絡合物、金屬羧酸鹽、金屬-3-二酮絡合物、金屬-3-二酮酯絡合物、金屬-3-亞氨基酮絡合物和金屬-胺絡合物。

2.根據權利要求1所述的前體溶液，其中所述至少一種鋇前體化合物和所述至少一種選自鈣前體化合物、錫前體化合物、錳前體化合物和鈮前體化合物的前體化合物是無水的或脫水的。

3.根據權利要求1或權利要求2所述的前體溶液，其特征在于所述鋇前體化合物選自乙酸鋇和二異丙醇鋇。

4.根據權利要求1或權利要求2所述的前體溶液，其特征在于所述鈣前體化合物選自乙酸鈣和二異丙醇鈣。

5.根據權利要求1或權利要求2所述的前體溶液，其特征在于所述至少一種鈦的無水前體化合物選自四乙醇鈦、四異丙醇鈦、四正丁醇鈦、四異丁醇鈦、四叔丁醇鈦和二甲氧基二異丙醇鈦。

6.根據權利要求1或權利要求2所述的前體溶液，其特征在于所述至少一種鋯的無水前體化合物選自正丙醇鋯、四乙醇鋯、四異丙醇鋯、四正丁醇鋯、四異丁醇鋯、四叔丁醇鋯和二甲氧基二異丙醇鋯。

7.根據權利要求1所述的前體溶液，其特征在于所述螯合劑選自乙酰丙酮（2,4-戊二酮或AcAc）、乙酸（HAc）、甘油、丙二醇、二乙醇胺、EDTA（乙二胺四乙酸）和三乙醇胺。

8.用于制備根據權利要求1-7任一項所述的前體溶液的方法，所述方法包括如下步驟：

1) 通過將至少一種鋇前體化合物和至少一種選自鈣前體化合物、錫前體化合物、錳前體化合物和鈮前體化合物的金屬前體化合物溶解在選自乙二醇的溶劑以及選自3-甲基戊酸、4-甲基戊酸、2-乙基戊酸、3-乙基戊酸、2,2-二甲基戊酸、3,3-二甲基戊酸、2,3-二甲基戊酸和3-乙基己酸的輔助溶劑中以提供第一溶液；

2) 通過將至少一種鈦的無水前體化合物和至少一種鋯的無水前體化合物溶解在螯合劑中以提供第二溶液；和

3) 通過混合所述第一和第二溶液以提供前體溶液；

其中所述鈣、鋇、鋯、鈦、錫、鈮和錳的前體化合物選自金屬醇鹽、金屬-二醇絡合物、金屬-硫醇絡合物、金屬羧酸鹽、金屬-3-二酮絡合物、金屬-3-二酮酯絡合物、金屬-3-亞氨基酮絡合物和金屬-胺絡合物。

9.根據權利要求8所述的方法，其中所述至少一種鋇前體化合物和所述至少一種選自鈣前體化合物、錫前體化合物、錳前體化合物和鈮前體化合物的前體化合物是無水的或脫水的。

10.由BZT-αBXT型陶瓷制成的壓電材料，其中X選自Ca、Sn、Mn和Nb，且α是在0.10和0.90之間的范圍內選擇的摩爾分數，所述材料從根據權利要求1-7任一項所述的前體溶液獲得。

11.根據權利要求10所述的壓電材料，其特征在于其為膜或粉末的形式。