[發(fā)明專利]一種具有弛豫鐵電特性的無鉛多鐵材料及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110410573.1
• 申請日: 2021-04-16
• 公開（公告）號: CN113087514B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 龔高尚;周進;段亞然;王永強;蘇玉玲
• 申請（專利權(quán)）人: 鄭州輕工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C04B35/26
• 分類號: C04B35/26;C04B35/622
• 代理公司: 鄭州優(yōu)盾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41125
• 代理人: 孫詩雨

本發(fā)明公開了一種具有弛豫鐵電特性的無鉛多鐵材料及其制備方法，化學(xué)式為Ca₃CoMn_1?xCr_xO₆，其中0.05≤x≤0.15，結(jié)晶為斜方結(jié)構(gòu)，空間群R?3c。將稱量好的CaCO₃、C₄H₆CoO₄·4H₂O、C₄H₆MnO₄·4H₂O、CrN₃O₉溶解于檸檬酸溶液中，加入乙二醇，以增強溶液黏度，然后調(diào)節(jié)混合溶液pH=3?5，放入水浴鍋中加熱使溶液變?yōu)楣麅鰻畹臐衲z；將濕凝膠干燥得干凝膠；然后經(jīng)研磨、預(yù)燒、二次研磨、壓片，燒結(jié)得到無鉛多鐵材料。樣品顆粒大小均勻，其不僅具有多鐵性特征，同時其鐵電相變具有明顯的弛豫特性，通過磁場對其電偶極矩進行調(diào)控，推動其在多功能器件中的應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及弛豫性鐵電材料及多鐵性材料領(lǐng)域，具體涉及一種具有弛豫鐵電特性的無鉛多鐵材料Ca₃CoMn_1-xCr_xO₆(0.05≤x≤0.15)及制備方法。

背景技術(shù)

多鐵性材料是指同時具有兩種或兩種以上鐵有序的材料，這類材料在一定的溫度下可以同時存在自發(fā)極化序和自旋序，引起的磁電耦合效應(yīng)使多鐵性材料具有某些特殊的物理性質(zhì)。而鐵電材料的特性在于不加外電場時就具有自發(fā)極化現(xiàn)象，其自發(fā)極化的方向能夠被外加電場反轉(zhuǎn)或重新定向。在鐵電體中，有一類稱之為弛豫鐵電體，該類材料介電常數(shù)高、電致伸縮效應(yīng)大，從而在微定位器、致動器及機敏結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。另外，弛豫性鐵電材料優(yōu)異的熱釋電性能使其可以應(yīng)用于紅外探測器等方面，而其壓電性能使該材料可以應(yīng)用于高頻聲納設(shè)備中,作為接收換能器使用。這類材料本身的介電性也在大容量電容、可調(diào)諧微波器件、熱敏元件等方面廣泛應(yīng)用。同時，對多鐵性材料而言，其在磁相變或鐵電相變溫區(qū)往往具有較高的磁電耦合系數(shù)，相比于正常鐵電體，具有弛豫性鐵電特征的多鐵性材料由于具有較寬的鐵電相變溫區(qū)，因而可以在更寬溫度范圍內(nèi)增強其磁電耦合效應(yīng)，拓寬其應(yīng)用范圍。

但是當前應(yīng)用的弛豫性鐵電材料多為鉛基單晶或陶瓷，由于鉛的毒性會對環(huán)境和人類健康帶來極大危害，尋找新型無鉛弛豫性鐵電材料具有重要意義。

有鑒于此，特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種具有弛豫鐵電特性的無鉛多鐵材料Ca₃CoMn_1-xCr_xO₆(0.05≤x≤0.15)及其制備方法，得到的Ca₃CoMn_1-xCr_xO₆(0.05≤x≤0.15)的無鉛多鐵材料結(jié)晶為單相斜方結(jié)構(gòu)，其不僅具有多鐵性特征，同時其鐵電相變具有明顯的弛豫特性。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：