[发明专利]室温下高电卡效应的弛豫铁电陶瓷及制备方法和应用

权利要求书

1.一种室温下高电卡效应的弛豫铁电陶瓷，其特征在于，化学成分为：(1-x)KNbO₃-xBaTiO₃(KN-BT)，其中，0x0.20；并且所述弛豫铁电陶瓷的按晶粒分布的尺寸包括细晶和粗晶，所述细晶的粒径为0.2～2μm；所述粗晶的粒径为10～300μm；

所述室温下高电卡效应的弛豫铁电陶瓷通过如下步骤制备获得：

1)固相合成法制备第一KN-BT粉体：采用固相合成法在1000℃以下制备出KN-BT块体材料，然后研磨出第一KN-BT粉体；

2)溶胶-凝胶法制备第二KN-BT粉体：通过溶胶-凝胶法制备出KN-BT溶胶体，将KN-BT溶胶体烘干得干凝胶粉，干凝胶粉进一步在900℃以下煅烧获得第二KN-BT粉体；

3)制备KN-BT陶瓷块体：将步骤1)和步骤2)的粉体按比例混合后，在1050℃以下烧结制备出陶瓷块体，即所述室温下高电卡效应的弛豫铁电陶瓷。

2.根据权利要求1所述室温下高电卡效应的弛豫铁电陶瓷，其特征在于，化学成分为：(1-x)KNbO₃-x BaTiO₃(KN-BT)，其中x＝0.1；并且所述弛豫铁电陶瓷的按晶粒分布的尺寸包括细晶和粗晶，所述细晶的粒径为0.2～0.5μm，所述粗晶的粒径为10～50μm。

3.权利要求1所述室温下高电卡效应的弛豫铁电陶瓷的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)固相合成法制备第一KN-BT粉体：采用固相合成法在1000℃以下制备出KN-BT块体材料，然后研磨出第一KN-BT粉体；

2)溶胶-凝胶法制备第二KN-BT粉体：通过溶胶-凝胶法制备出KN-BT溶胶体，将KN-BT溶胶体烘干得干凝胶粉，干凝胶粉进一步在900℃以下煅烧获得第二KN-BT粉体；

3)制备KN-BT陶瓷块体：将步骤1)和步骤2)的粉体按比例混合后，在1050℃以下烧结制备出陶瓷块体，即所述室温下高电卡效应的弛豫铁电陶瓷。

4.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，所述步骤1)中固相合成法的具体过程包括：把KNbO₃和BaTiO₃粉体按KN和BT的摩尔比混合压块，然后放在马弗炉中煅烧保温制备出KN-BT块体材料；所述煅烧温度为850℃～950℃；所述煅烧保温时间为1～10小时。

5.根据权利要求4所述制备方法，其特征在于，所述煅烧温度为900±5℃，所述煅烧保温时间为2～5小时。

6.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，所述步骤1)的块体材料经研磨过200～2000目筛，获得第一KN-BT粉体。

7.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，所述步骤2)中所述溶胶-凝胶法为Pechini凝胶法，所述KN-BT溶胶体的浓度为0.1～0.6mol/L。

8.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，所述步骤2)中，KN-BT溶胶体烘干温度为100～300℃，进一步煅烧温度为850℃～950℃；煅烧时间为1～10小时。

9.权利要求8所述制备方法，其特征在于，所述煅烧温度为900±5℃，所述煅烧时间2～5小时。

10.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，所述步骤3)中第一KN-BT粉体作为掺入相，第二KN-BT粉体作为基相，掺入相和基相的重量比为(0.1～0.75)/1。

11.一种固态致冷器，其特征在于，所述致冷器的致冷材料为权利要求1或2所述室温下高电卡效应的弛豫铁电陶瓷。