[发明专利]一种取向性板状[001]-Bi0.5

说明书

本发明公开了一种取向性板状[001]‑Bi_0.5K_0.5TiO₃介观材料及其制备方法，属于无机材料制备技术领域，包括以下步骤：制备H_1.07Ti_1.73O₄·H₂O前驱体；将H_1.07Ti_1.73O₄·H₂O前驱体、K₂CO₃、Bi₂O₃和分散剂分散均匀后，去除分散剂，制得混合物；将所述混合物逐渐升温至700～800℃进行热处理，制备取向性Bi_0.5K_0.5TiO₃板状介观晶体材料；通过本材料的压电和介电特性研究，结果表明，此物质呈现具有压电性和明显的介电特征温度；另外，本发明原料廉价易得，制备工艺简单，成本低，有利于工业化。

技术领域

本发明属于无机材料制备技术领域，具体涉及一种取向性板状[001]-Bi_0.5K_0.5TiO₃介观材料及其制备方法。

背景技术

在众多的压电电子元件和设备中，含有大量的有毒元素铅，会引起严重的环境污染和威胁人类的身体健康问题。随着世界经济的发展，中国的城市化、工业化加速推进，该污染问题日益严重，寻求、探索和研究高性能无铅压电材料是一项紧迫的任务。钛酸铋钾是一种重要的无铅压电材料，在室温下为典型的四方相铁电体，当温度升高至270-310℃，其结构四方铁电相转变为赝立方反铁电相，其居里温度为380℃，当温度高于居里温度时，赝立方反铁电相又转变为立方顺电相，不具有铁电性，钛酸铋钾的介电行为呈现出驰豫行为。目前制备钛酸铋钾有多传统的固相法、溶胶-凝胶法、水热法、熔盐法和聚合物复合法等，均难以保持前驱体的特殊形貌，制得的钛酸铋钾多为无取向性。

发明内容

为了解决上述问题，本发明公开了一种取向性板状[001]-Bi_0.5K_0.5TiO₃介观材料及其制备方法。

本发明的第一个目的是提供一种取向性板状[001]-Bi_0.5K_0.5TiO₃介观材料的制备方法，包括以下步骤：

S1、以K_0.8Ti_1.73Li_0.27O₄(KTLO)为原料，通过酸交换过程，制备H_1.07Ti_1.73O₄·H₂O(HTO)前驱体；

S2、将HTO前驱体、K₂CO₃、Bi₂O₃和分散剂混合并分散均匀后，去除分散剂，制得混合物；将所述混合物逐渐升温至700～800℃进行热处理，制得取向性板状[001]-Bi_0.5K_0.5TiO₃介观材料。

优选地，S2中，所述热处理具体是指从室温开始，以2～5℃/min的速率升温至700～800℃，之后保温3h后，自然冷却。

优选地，S2中，所述HTO前驱体、Bi₂O₃和K₂CO₃中Ti元素、Bi元素和K元素的摩尔比为2:1～1.2:1～1.4。

优选地，S2中，所述分散剂为无水乙醇。

优选地，S2中，所述分散过程是指加入Al₂O₃球进行分散，且Al₂O₃球装至容器体积的2/3，分散剂加至容器体积的4/5。