一种高介电性能的Eu制造技术

本发明专利技术公开了一种高介电性能的Eu

A Eu with high dielectric properties

The invention discloses a Eu with high dielectric properties

【技术实现步骤摘要】
一种高介电性能的Eu3+掺杂铌酸锶钙钠发光铁电陶瓷材料及其制备方法
本专利技术属于材料
，具体涉及一种高介电性能的Eu3+掺杂铌酸锶钙钠发光铁电陶瓷材料及其制备方法。
技术介绍
近年来，无铅压铁电材料除了研究提高压铁电性能以期替代含铅材料外，还在储能、应变、电卡、热电、光电、发光等方面发现新的功能特性，使其受到越来越多的关注。随着材料设计理论的发展和制备技术的创新，无机电子信息材料需向着高效能、高可靠、智能化和功能集成化方向发展，期待在同一种压铁电材料中实现多个功能响应，使其成为新型智能化材料是该领域的研究热点。目前，钨青铜结构材料研究主要集中在两个方面，分别是碱土稀土金属铌酸盐和碱土金属铌酸盐。前者主要集中于研究其低温的介电异常和弛豫行为，但是其介电性能偏低，限制其应用；后者主要研究通过调节钨青铜结构不同的间隙填空情况，使结构从未充满向充满型转变，以期提高介电和铁电性能。其中以充满型Sr2-xCaxNaNb5O15体系研究较多且最具有代表性。R.R.Neurgaonkar等人报道，在Sr2-xCaxNaNb5O15单晶体系中，当x＝0.10时其压电常数d33可达270pC/N。专利技术人所在的研究小组采用传统固相法研究了(Sr0.925Ca0.075)2.5-0.5xNaxNb5O15体系，通过调节Na的含量使钨青铜结构从未充满型向充满型转变，结果发现随着填充程度的增大，其电学性能也随之增大，但是当x＝1.0时，虽然结构处于充满型，但会生成第二相，恶化其电学性能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种具有高介电性能且同时具有发光性能的Eu3+掺杂铌酸锶钙钠铁电陶瓷材料，并为该陶瓷材料提供一种制备方法。解决上述技术问题所采用的陶瓷材料的通式为Sr1.90Ca0.15Na0.90-3xEuxNb5O15，其中x的取值为0.02～0.06，优选x的取值为0.05，该陶瓷材料为钨青铜结构。本专利技术Eu3+掺杂铌酸锶钙钠发光铁电陶瓷材料的制备方法由下述步骤组成：1、按照Sr1.90Ca0.15Na0.90-3xEuxNb5O15的化学计量比分别称取纯度为99.00％以上的Na2CO3、SrCO3、Nb2O5、CaCO3、Eu2O3，充分混合球磨16～24小时，在80～100℃下干燥12～24小时，得到原料混合物。2、将原料混合物在1180～1250℃下预烧5～8小时，得到预烧粉。3、将预烧粉经造粒、压片、排胶后，在1300～1380℃下烧结3～6小时，得到Eu3+掺杂铌酸锶钙钠发光铁电陶瓷材料。上述步骤2中，优选将原料混合物在1200℃下预烧6小时。上述步骤3中，优选将预烧粉经造粒、压片、排胶后，在1320℃下烧结4小时。本专利技术通过在Sr1.90Ca0.15Na0.90Nb5O15体系中掺入Eu3+，使所得陶瓷材料具有优异的介电、铁电性能，同时还具有良好的红色发光性能，实现了多功能响应的耦合。附图说明图1是对比例1制备的铌酸锶钙钠铁电陶瓷材料及实施例1～4制备的Eu3+掺杂铌酸锶钙钠发光铁电陶瓷材料的XRD图。图2是实施例1～4制备的Eu3+掺杂铌酸锶钙钠发光铁电陶瓷材料的发射光谱图。图3是对比例1制备的铌酸锶钙钠铁电陶瓷材料在不同测试频率下的介电温镨图。图4是实施例1制备的Eu3+掺杂铌酸锶钙钠发光铁电陶瓷材料在不同测试频率下的介电温镨图。图5是实施例2制备的Eu3+掺杂铌酸锶钙钠发光铁电陶瓷材料在不同测试频率下的介电温镨图。图6是实施例3制备的Eu3+掺杂铌酸锶钙钠发光铁电陶瓷材料在不同测试频率下的介电温镨图。图7是实施例4制备的Eu3+掺杂铌酸锶钙钠发光铁电陶瓷材料在不同测试频率下的介电温镨图。图8是对比例1制备的铌酸锶钙钠铁电陶瓷材料及实施例1～4制备的Eu3+掺杂铌酸锶钙钠发光铁电陶瓷材料在10kHz下居里温度和最大介电常数的对比图。图9是对比例1制备的铌酸锶钙钠铁电陶瓷材料及实施例1～4制备的Eu3+掺杂铌酸锶钙钠发光铁电陶瓷材料的陶瓷材料的电滞回线。图10是对比例1制备的铌酸锶钙钠铁电陶瓷材料及实施例1～4制备的Eu3+掺杂铌酸锶钙钠发光铁电陶瓷材料的剩余极化强度和矫顽场对比图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步详细说明，但本专利技术的保护范围不仅限于这些实施例。实施例11、按照Sr1.90Ca0.15Na0.84Eu0.02Nb5O15的化学计量分别称取纯度为99.80％的Na2CO30.8822g、纯度为99.00％的SrCO35.6038g、纯度为99.99％的Nb2O513.1445g、纯度为99.00％的CaCO30.3000g、纯度为99.99％的Eu2O30.0696g，装入尼龙罐中，以锆球为磨球、无水乙醇为球磨介质，用球磨机充分混合球磨24小时，置于干燥箱内在80℃下干燥15小时，用研钵研磨30分钟，得到原料混合物。2、将原料混合物置于氧化铝坩埚内，用玛瑙棒压实，使其压实密度为1.5g/cm3，加盖，置于电阻炉内，以3℃/分钟的升温速率升温至1200℃预烧6小时，自然冷却至室温，用研钵研磨10分钟，得到预烧粉。3、向预烧粉中加入质量分数为5％的聚乙烯醇水溶液，聚乙烯醇水溶液的加入量为预烧粉质量的50％，造粒，过120目筛，制成球状粉粒，将球状粉粒放入直径为15mm的不锈钢模具内，用粉末压片机在300MPa的压力下将其压制成厚度为1.5mm的圆柱状坯件；将圆柱状坯件放在氧化锆平板上，将氧化锆平板置于氧化铝密闭匣钵中，先升温至500℃，保温2小时排胶，冷却至室温；然后以10℃/分钟的升温速率升温至1000℃，再以3℃/分钟的升温速率升温至1320℃，烧结4小时，随炉自然冷却至室温，得到Eu3+掺杂铌酸锶钙钠发光铁电陶瓷材料。实施例2本实施例的步骤1中，按照Sr1.90Ca0.15Na0.81Eu0.03Nb5O15的化学计量分别称取纯度为99.80％的Na2CO30.8506g、纯度为99.00％的SrCO35.6028g、纯度为99.99％的Nb2O513.1423g、纯度为99.00％的CaCO30.2999g、纯度为99.99％的Eu2O30.1044g，其他步骤与实施例1相同，得到Eu3+掺杂铌酸锶钙钠发光铁电陶瓷材料。实施例3本实施例的步骤1中，按照Sr1.90Ca0.15Na0.75Eu0.05Nb5O15的化学计量分别称取纯度为99.80％的Na2CO30.7873g、纯度为99.00％的SrCO35.6010g、纯度为99.99％的Nb2O513.1380g、纯度为99.00％的CaCO30.2998g、纯度为99.99％的Eu2O30.1739g，其他步骤与实施例1相同，得到Eu3+掺杂铌酸锶钙钠发光铁电陶瓷材料。实施例4本实施例的步骤1中，按照Sr1.90Ca0.15Na0.72Eu0.06Nb5O15的化学计量分别称取纯度为99.80％的Na2CO30.7557g、纯度为99.00％的SrCO35.6001g、纯度为99.99％的Nb2O513.1358g、纯度为99.00％的CaCO30.2997g、纯度为99.99％的Eu2O30.2087g，其他步骤与实施例1相同，得到Eu3+掺杂铌酸锶钙钠发光铁电陶瓷材料。对比例1按照Sr1.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高介电性能的Eu

【技术特征摘要】
1.一种高介电性能的Eu3+掺杂铌酸锶钙钠发光铁电陶瓷材料，其特征在于：该陶瓷材料的通式为Sr1.90Ca0.15Na0.90-3xEuxNb5O15，其中x的取值为0.02～0.06，该陶瓷材料为钨青铜结构。2.根据权利要求1所述的高介电性能的Eu3+掺杂铌酸锶钙钠发光铁电陶瓷材料，其特征在于：所述x的取值为0.05。3.一种权利要求1所述的Eu3+掺杂铌酸锶钙钠发光铁电陶瓷材料的制备方法，其特征在于它由下述步骤组成：(1)按照Sr1.90Ca0.15Na0.90-3xEuxNb5O15的化学计量比分别称取纯度为99.00％以上的Na2CO3、SrCO3、Nb2O5、CaCO...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏灵灵，郝胜兰，杨祖培，晁小练，
申请(专利权)人：陕西师范大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61