[发明专利]具有临界突变开关效应的无铅铁电陶瓷材料及其制备方法有效
| 申请号： | 201710302249.1 | 申请日： | 2017-05-02 |
| 公开（公告）号： | CN107010947B | 公开（公告）日： | 2020-09-01 |
| 发明（设计）人： | 周昌荣;黎清宁;许积文;杨玲;袁昌来;曾卫东;陈国华 | 申请（专利权）人： | 桂林电子科技大学 |
| 主分类号： | C04B35/49 | 分类号： | C04B35/49 |
| 代理公司： | 桂林市华杰专利商标事务所有限责任公司 45112 | 代理人： | 杨雪梅 |
| 地址： | 541004 广西*** | 国省代码： | 广西;45 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 具有 临界 突变 开关 效应 铅铁 陶瓷材料 及其 制备 方法 | ||
本发明公开了一种具有临界突变开关效应的无铅铁电陶瓷材料及其制备方法，材料配方为：Bi1/2Na1/2Ti0.85(Li1/4Nb3/4)0.05(Zr1/2Zn1/2)0.10O3；通过B位与Ti4+离子相同化合价的复合离子(Li1/4Nb3/4)4+，以及不同化合价复合离子(Zr1/2Zn1/2)3+，严格以1:2的比例，在B位取代Ti4+离子，产生不同带电缺陷类型，形成相邻晶胞缺陷有序排列，产生电子和空穴补偿型的带电电畴(非空位或者离子补偿效应)，因而出现特殊的临界开关效应的电场诱导巨应变行为。制得产品经实验测量具有电场诱导的巨应变性能，应变量可达S%=0.47%，同时具有在临界开关电场
技术领域
本发明涉及驱动应用的无铅铁电陶瓷材料，具体是一种ABO3型钙钛矿结构，具有临界突变开关效应的钛酸铋钠(BNT)基无铅铁电陶瓷材料及其制备方法。
背景技术
铁电材料由于其优良的介电性、压电性、电致伸缩与性能可调控性等特性, 被广泛应用于传感器、致动器、微位移器、换能器等电子元件, 成为智能结构(smartstructure)、微型机电系统(MEMS)、仿生器件(smart devices)、复合与梯度功能器件(composite and functionally grade device)等尖端领域的核心材料。含铅铁电材料具有优异的电学性能，但无铅化环保要求迫使人们全力探索无铅材料。钛酸铋钠(BNT)基无铅陶瓷具有较强的铁电性，非常具有开发潜力，是获得广泛关注的材料之一。目前BNT基无铅陶瓷的优良压电性能、电场诱导巨应变，高储能性能都有报道，但是具有临界突变开关效应的电场诱导巨应变的BNT基陶瓷还未见报道。
发明内容
本发明的目的是提供一种ABO3型钙钛矿结构，具有电场诱导巨应变，并同时具有临界突变开关效应的钛酸铋钠(BNT)基无铅铁电陶瓷材料及其制备方法。
本发明一种具有临界突变开关效应的无铅铁电陶瓷材料，配方为：Bi1/2Na1/2Ti0.85(Li1/4Nb3/4)0.05(Zr1/2Zn1/2)0.10O3 ；
通过B位与Ti4+离子相同化合价的复合离子(Li1/4Nb3/4)4+，以及不同化合价复合离子(Zr1/2Zn1/2)3+，严格以1:2的比例，在B位取代Ti4+离子，产生不同带电缺陷类型，形成相邻晶胞缺陷有序排列，产生电子和空穴补偿型的带电电畴(非空位或者离子补偿效应)，因而出现特殊的临界开关效应的电场诱导巨应变行为。
上述具有临界突变开关效应的无铅铁电陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：
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