[发明专利]一种使KIO3

说明书

本发明的一种使KIO₃铁电材料获得低介电损耗的方法，属于功能材料的技术领域。步骤包括：在室温条件下，将KIO₃铁电材料在金刚石对顶砧中先加压至1.9GPa～20.56GPa再卸压至常压，得到介电损耗降低的KIO₃铁电材料。本发明提供了一种使KIO₃材料获得低介电损耗的新方法，通过压力改善KIO₃的介电性，为KIO₃材料的应用提供了新的方向和思路。

技术领域

本发明属于功能材料技术领域，具体涉及到一种使KIO₃铁电材料获得低介电损耗的方法。

背景技术

铁电材料是一种非常重要的电介质材料，由于具有良好的铁电性、压电性、热释电性以及非线性光学等特性，在太阳能电池、光电开关以及数据存储器件等方面有着广泛应用前景。目前铅基压电陶瓷以其优异的铁电压电性能和比较系统地研究体系在电子器件制备和商业应用占主导地位，但铅基压电陶瓷材料中铅元素占原材料总重的60％以上，这使得人们在长期使用此类产品的过程中，导致铅中毒，影响身体健康。此外，在含铅材料的生产、使用和后续废弃处理过程中，对生态环境造成了严重破坏。随着环境问题的日益显现，许多国家和地区明令禁止在电子设备中使用含铅的有害物质，所以寻找不含铅且具有优异压电、铁电性能的材料已经刻不容缓。在这种情况下，钙钛矿型铁电材料逐渐成为研究的热点。

在可持续电力能源及其他商业、民用和军事系统电气化方面需要发展储能技术，储能密度大小与材料的介电常数和击穿电场有关，对于能量存储装置，必须选择高介电常数和高击穿场强的介电材料作为组成部分。一些存储的能量耗散，通常是由电荷迁移引起介电损耗和漏电流，对于介电材料电输运的研究十分有必要。高效的电介质能够使热形态的能量损耗实现最小化，因此，电介质只有具有尽可能低的介电损耗，才能表现出高效率。

KIO₃是一种经典的钙钛矿型铁电材料，由于它具有优异的压电性和非线性光学效应，有非常广泛的应用前景。传统降低材料介电损耗主要通过制备工艺和掺杂的方法，需控制掺杂浓度与反应时间，操作难度大，耗时长，因此需要一种简单有效的方式来降低KIO₃介电损耗，以便对其进行更好的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使KIO₃铁电材料获得低介电损耗的方法，具体技术方案如下：

一种使KIO₃铁电材料获得低介电损耗的方法，在室温条件下，将KIO₃铁电材料在金刚石对顶砧中先加压至1.9GPa～20.56GPa再卸压至常压，得到介电损耗降低的KIO₃铁电材料。

更具体的步骤为：

第一步，组装金刚石对顶砧，对组装好的金刚石对顶砧进行调平对中，在金刚石上下两个砧面布平行板电极，在复合绝缘垫片中心打孔作为样品腔，将制作好的绝缘垫片复位，使样品腔中心与金刚石砧面中心重合，密封样品腔内放置样品和红宝石标压；

第二步，进行原位阻抗谱测量，将电极引线与频率响应分析仪相连，对待测样品施加交流电压，选取测量频率范围，得到不同压力下阻抗实部与虚部的关系图；

第三步，处理数据，对第二步测量的数据进行拟合，得到KIO₃的电阻随压力的变化曲线，再根据介电性质相关的电磁学计算公式，得到不同压力下的相对介电常数ε_r、介电损耗tanθ，最后得到低介电损耗的KIO₃铁电材料。

所述平行板电极，是将铂片切割成细长条形，宽度为砧面的1/3，并用银浆粘到金属导线制作而成，分别布在压砧上下两个砧面，即样品的上下两个面。