[發明專利]一種通過鐵電極化和氧空位協同增強鐵電材料濕敏性能的方法

有效

• 申請號: 202210955655.9
• 申請日: 2022-08-10
• 公開（公告）號: CN115353379B
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發明（設計）人: 馬楠;陳欣怡
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: C04B35/453
• 分類號: C04B35/453;C04B35/468;C04B35/495;C04B35/622;C04B41/88;G01N27/22
• 代理公司: 上海瀚橋專利代理事務所(普通合伙) 31261
• 代理人: 曹芳玲;鄭優麗

1.一種通過鐵電極化和氧空位協同增強鐵電材料濕敏性能的方法，其特征在于，包括：

（1）將鐵電陶瓷粉體和粘結劑混合后壓制成型，再經脫粘和燒結，得到鐵電陶瓷塊體；所述鐵電陶瓷粉體為具有濕敏特性的鐵電材料，選自BiFeO₃粉體、BaTiO₃粉體、K_1-xNa_xNbO₃粉體、LiNbO₃粉體、Na_1-yBi_yTiO₃粉體、(Ba_1-zSr_z)TiO₃粉體、Bi_1-bK_bTiO₃粉體中的至少一種或兩種以上的摻雜復合，其中x=0～1，y=0.45～0.55，0＜z≤1，b=0.4～0.6；所述鐵電陶瓷粉體的粒徑為0.1～10μm；所述燒結的溫度為750～1300 ℃；

（2）對鐵電陶瓷塊體施加外加電場進行極化處理，再經搗碎和研磨，得到極化富氧空位鐵電粉體。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，y=0.5，z=0.5，b=0.5；

所述鐵電陶瓷粉體的粒徑為0.1～5μm。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述鐵電陶瓷粉體的粒徑為0.2～2.5μm。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述粘結劑選自聚乙烯醇、羧甲基纖維素、聚丙烯酰胺(PAM)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)的至少一種；所述粘結劑的加入量為鐵電陶瓷粉體質量的5～30 wt%。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述脫粘的溫度為600～650 ℃，時間為30～60 分鐘；

所述燒結的時間為1～4 小時。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述脫粘和燒結的升溫速率為3～10 ℃/min。

7.根據權利要求1-6中任一項所述的方法，其特征在于，所述極化處理為：將鐵電陶瓷塊體拋光并兩面披覆金屬電極后置于硅油中，設置極化溫度為25～80 ℃，極化電壓為10～50 kV/cm，極化時間為5～60 分鐘。

8.一種根據權利要求1-7中任一項所述的方法制備的極化富氧空位鐵電粉體，其特征在于，所述極化富氧空位鐵電粉體的化學式為BiFeO_3-a、BaTiO_3-a、K_1-xNa_xNbO_3-a、LiNbO_3-a、Na_1-yBi_yTiO_3-a、(Ba_1-zSr_z)TiO_3-a、Bi_1-bK_bTiO_3-a中的至少一種，其中0＜a≤0.05，x=0～1，y=0.45～0.55，0＜z≤1，b=0.4～0.6；所述極化富氧空位鐵電粉體的粒徑為0.1～10μm。

9.根據權利要求8所述的極化富氧空位鐵電粉體，其特征在于，y=0.5，z=0.5，b=0.5；

所述極化富氧空位鐵電粉體的粒徑為0.1～5μm。

10.根據權利要求9所述的極化富氧空位鐵電粉體，其特征在于，所述極化富氧空位鐵電粉體的粒徑為0.2～2.5μm。