[发明专利]一种具有荧光温度依赖的铒/镧共掺铌酸钾钠透明陶瓷的制备方法

说明书

本发明提供一种具有荧光温度依赖的铒/镧共掺铌酸钾钠透明陶瓷的制备方法，涉及无铅基压电材料领域。本发明公开了一种具有荧光温度依赖的铒/镧共掺铌酸钾钠透明陶瓷的制备方法，将Er₂O₃、Na₂CO₃、K₂CO₃、Nb₂O₅、La₂O₃按照重量比为0.1144～0.143：0.199：0.26：1：0.06～0.245的比例混合后进行球磨，得到混合粉料，通过干压压片成型，在1150～1180℃下烧结成型。本发明的透明陶瓷通过在KNN基质中共掺杂Er³⁺/La³⁺，可以得到成型致密度高的xEr/yLa‑(K_0.5Na_0.5)NbO₃透明陶瓷，所制备的陶瓷具有赝立方结构，晶粒尺寸小，且晶粒尺寸均匀，无杂相，使得陶瓷的透光率很高；铁电、光学和光致发光特性的良好结合，使该陶瓷实现了多功能化。

技术领域

本发明涉及无铅基压电材料领域，尤其涉及一种具有荧光温度依赖的铒/镧共掺铌酸钾钠透明陶瓷的制备方法。

背景技术

透明铁电陶瓷在光电子、热释电器件、光开关、光学打印机、彩色电视摄像机取景器、反射式显示器和光电铁电图像存储等领域引起了广泛的研究。1971年被研制出的第一种高透明度铁电透明陶瓷是锆钛酸铅镧(PLZT)，具有优异的电学和电光性能的结合。虽然铅基透明陶瓷已经商用化，但铅基材料在制备过程中产生的铅的氧化物挥发，对人体和环境不友好。

铁电陶瓷是指某些电介质可自发极化，在外电场作用下自发极化能重新取向的现象称铁电效应。主要的铁电陶瓷系统有钛酸钡-锡酸钙和钛酸钡-锆酸钡系高介电常数铁电陶瓷,钛酸钡-锡酸铋系介电常数变化率低的铁电陶瓷，钛酸钡-锆酸钙-铌锆酸铋和钛酸钡－锡酸钡系高压铁电陶瓷以及多钛酸铋及其与钛酸锶等组成的固溶体系低损耗铁电陶瓷等。铁电陶瓷的特性决定了它的用途。利用其高介电常数，可以制作大容量的电容器、高频用微型电容器、高压电容器、叠层电容器和半导体陶瓷电容器等，电容量可高达0.45μF/cm²。利用其介电常数随外电场呈非线性变化的特性，可以制作介质放大器和相移器等。利用其热释电性，可以制作红外探测器等。此外，还有一种透明铁电陶瓷，例如氧化铅(镧)、氧化锆(钛)系透明陶瓷,具有电光效应(即其电畴状态的变化,伴随有光学性质的改变)。通过外加电场对其电畴状态的控制、产生电控双折射、电控光散射、电诱相变和电控表面变形等特性。可用于制造光阀、光调制器、光存贮器、光显示器、光电传感器、光谱滤波器、激光防护镜和热电探测器等。

现有技术中的铁电陶瓷含铅的较多，环境有污染。KNN基陶瓷是一种具有良好介电、压电和铁电陶瓷性能的无铅铁电陶瓷，但是现有技术中生产的透明陶瓷的透光率低，介电常数低，机械强度差，限制了透明陶瓷的适用范围。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种具有荧光温度依赖的铒/镧共掺铌酸钾钠透明陶瓷的制备方法，具有结构致密、机械性能好、优异的荧光温度依赖性等优点，且透光率在近红外区最高可达65%，以及良好的电学性能。

本发明为一种具有荧光温度依赖的铒/镧共掺铌酸钾钠透明陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

（1）配料：将Er₂O₃、Na₂CO₃、K₂CO₃、Nb₂O₅、La₂O₃按照重量比为0.1144～0.143：0.199：0.26：1：0.06～0.245的比例混合后球磨，得到混合粉料。