The present invention relates to a two barium titanate ceramic with a wide Curie temperature region and a preparation method, which is prepared by the following methods: 1) the acetacetone cerium hydrate, six hydrated samarium nitrate, six hydrate europium nitrate and barium acetate in ice acetic acid are dissolved in the barium source solution; 2) dissolve four butyl titanate to ethylene glycol methyl ether. The solution of titanium source is obtained; 3) the barium source solution is mixed with the titanium source solution, the sol is dried in the air to get dry gel, and then the barium titanate powder is obtained by prefiring, ball milling and drying. 4) two barium titanate powder is made by granulation, dry pressing, sizing, and no pressing sintering, and two barium titanate ceramics are obtained. The two barium titanate ceramics provided by the invention have a wide Curie temperature region, which satisfies the design and use requirements of high-temperature ferroelectric parts and has the advantages of good single-phase property.
【技术实现步骤摘要】
一种具有宽居里温区的二钛酸钡陶瓷及其制备方法
本专利技术属于陶瓷材料
,具体涉及一种具有宽居里温区的二钛酸钡陶瓷及其制备方法。
技术介绍
铁电材料具有压电性、热释电性、铁电性、电光特性、声光特性等多种优良特性,在现代工业中得到广泛的应用,其中铁电存储器、驱动器、传感器和热释电探测器等常需要在高温环境中使用,而当工作温度高于铁电材料的居里温度时,一般的铁电材料介电常数明显下降、介电损耗急剧升高,无法正常工作。二钛酸钡具有高居里温度(约为470℃)、无铅的优点,但由于居里温区较窄,只在居里点附近的较窄温区内有良好的介电性能,为使二钛酸钡陶瓷器件在较宽的高温范围中都能正常工作,需要拓宽二钛酸钡陶瓷的居里温区,使其满足高温铁电器件的使用要求。目前制备二钛酸钡陶瓷常用的方法是以BaCO3、TiO2为原料通过传统固相反应法得到,在此基础上添加单一价态掺杂元素取代Ti4+以拓宽居里温区,但由于二钛酸钡热力学稳定区间较窄,固相法制备过程中存在粉体纯度低、烧结温度高、相稳定性较差等缺点,且制得的陶瓷往往存在居里峰值偏低、居里温区宽化效果不明显等缺点。本专利技术采用变价稀土元素对二钛酸钡A位或B位进行掺杂取代时,离子半径的不同会造成晶格畸变,晶胞参数的改变对属于低对称中心的单斜结构二钛酸钡的性能产生显著影响,变价元素的引入带来的成分涨落及价态涨落,导致二钛酸钡陶瓷中产生不同的铁电微区和非铁电微区。与钛酸钡相比,二钛酸钡的晶体结构较为复杂,存在三种不同的TiO6八面体,结构的特殊性导致其性能变化对掺杂离子更为敏感。同时,使用变价元素掺杂,二钛酸钡陶瓷中存在不同价态的掺杂离 ...
【技术保护点】
1.一种具有宽居里温区的二钛酸钡陶瓷,其特征在于,其由以下方法制备得到:1)将乙酰丙酮铈水合物、六水合硝酸钐、六水合硝酸铕中的一种与乙酸钡共同溶于冰乙酸中得到钡源溶液;2)将钛酸四丁酯溶于乙二醇甲醚中得到钛源溶液;3)将步骤1)所得钡源溶液与步骤2)所得钛源溶液混合,使所得混合溶液中摩尔比Ba:Ti=1:2,搅拌10~14h得到溶胶,将所得溶胶在空气中陈化、烘干得到干凝胶,再经预烧、球磨、干燥得到二钛酸钡粉体;4)将步骤3)所得二钛酸钡粉体依次进行造粒、干压成型、排胶、无压烧结,得到二钛酸钡陶瓷。
【技术特征摘要】
1.一种具有宽居里温区的二钛酸钡陶瓷,其特征在于,其由以下方法制备得到:1)将乙酰丙酮铈水合物、六水合硝酸钐、六水合硝酸铕中的一种与乙酸钡共同溶于冰乙酸中得到钡源溶液;2)将钛酸四丁酯溶于乙二醇甲醚中得到钛源溶液;3)将步骤1)所得钡源溶液与步骤2)所得钛源溶液混合,使所得混合溶液中摩尔比Ba:Ti=1:2,搅拌10~14h得到溶胶,将所得溶胶在空气中陈化、烘干得到干凝胶,再经预烧、球磨、干燥得到二钛酸钡粉体;4)将步骤3)所得二钛酸钡粉体依次进行造粒、干压成型、排胶、无压烧结,得到二钛酸钡陶瓷。2.根据权利要求1所述的具有宽居里温区的二钛酸钡陶瓷,其特征在于,步骤1)所述钡源溶液中所含铈、钐或铕与钡元素的摩尔比为0.002~0.008:1;步骤1)所述钡源溶液中钡离子浓度为0.8~1.3mol/L。3.根据权利要求1所述的具有宽居里温区的二钛酸钡陶瓷,其特征在于,步骤2)所述钛酸四丁酯与乙二醇甲醚摩尔比为钛酸四丁酯:乙二醇甲醚=1:3.5~6。4.根据权利要求1所述的具有宽居里温区的二钛酸钡陶瓷,其特征在于,步骤3)所述陈化时间为4~6h,所述烘干工艺条件为:于100~120℃干燥12~24h。5.根据权利要求1所述的具有宽居里温区的二钛酸钡陶瓷,其特征在于,步骤3)所述预烧工艺条件为:室温下以4℃/min...
【专利技术属性】
技术研发人员:戴英,刘俊君,裴新美,陈文,
申请(专利权)人:武汉理工大学,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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