一种稀土掺杂铌酸钾钠单晶及基于化学计量比组分无助溶剂快速生长方法技术

本发明专利技术涉及一种稀土掺杂铌酸钾钠基晶体及化学计量比组分快速生长方法，通过熔体提拉法进行晶体生长，铌酸钾钠单晶的分子式为(K1‑xNax)NbO3‑y％molA，0.3≤x≤0.7，0≤y≤5，A为Li、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sc或Y元素的氧化物，本发明专利技术在不使用助溶剂的情况下，通过调控多晶料和单晶之间的组分变化，快速且高效地获得了大尺寸、高质量的铌酸钾钠单晶。本发明专利技术的方法有效解决了现有铌酸钾钠单晶生长周期长、尺寸小、质量差等问题，并且通过稀土元素的掺杂进一步提升了铌酸钾钠单晶的压电性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术具体涉及一种稀土掺杂铌酸钾钠单晶及基于化学计量比组分无助溶剂快速生长方法，属于压电晶体材料领域。

技术介绍

1、压电材料因其独特的晶体结构能够作为一种媒介实现机械能与电能的相互转换，进而被设计成多种功能器件，例如换能器、驱动器、滤波器和超声马达应用于医疗、通讯、能源、军事及日常生活等多个领域。但目前为止，该领域内主要使用的压电材料仍为含铅材料，如锆钛酸铅、铌镁酸铅等。其材料组成含有大量的铅元素，会对人体和环境造成巨大的危害，因此发展高性能的无铅压电材料就成为了一项十分紧迫的任务。在陶瓷领域，铌酸钾钠基陶瓷已被广泛证明具有良好的电学性能和较高的居里温度，被认为是最有可能取代铅基材料的压电材料体系之一。而相较于陶瓷来说，单晶具有更加致密结构、更少缺陷以及其特有的各向异性。除此之外，单晶材料由于不存在晶界和随机取向的晶粒，在极化时其内部的微观的畴结构更容易向电场方向反转，在宏观上则表现为更优的机电耦合性能和压电性能。

2、由于铌酸钾钠体系的相图较为复杂，生长过程中钾和钠的分凝系数存在较大差异，所以铌酸钾钠单晶的生长非常困难。铌酸钾钠体系普遍本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于化学计量比组分无助溶剂快速生长稀土掺杂铌酸钾钠单晶的方法，该稀土掺杂铌酸钾钠单晶的分子式为(K1-xNax)NbO3-y％molA，0.1≤x≤0.9，0≤y≤5，A为Li、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sc或Y元素的氧化物；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)a中，稀土掺杂铌酸钾钠单晶的分子式(K1-xNax)NbO3-y％molA，0.3≤x≤0.7，0<y≤2，A为单独的Li、Nd、Sm、Gd、Tb、Yb的氧化物，或Li与Nd、Sm、Gd、Tb、Yb共同掺杂的氧化物。

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【技术特征摘要】

1.一种基于化学计量比组分无助溶剂快速生长稀土掺杂铌酸钾钠单晶的方法，该稀土掺杂铌酸钾钠单晶的分子式为(k1-xnax)nbo3-y％mola，0.1≤x≤0.9，0≤y≤5，a为li、la、ce、pr、nd、pm、sm、eu、gd、tb、dy、ho、er、tm、yb、lu、sc或y元素的氧化物；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)a中，稀土掺杂铌酸钾钠单晶的分子式(k1-xnax)nbo3-y％mola，0.3≤x≤0.7，0<y≤2，a为单独的li、nd、sm、gd、tb、yb的氧化物，或li与nd、sm、gd、tb、yb共同掺杂的氧化物。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)a中，真空干燥的温度为100～200℃，干燥时间为1～3h。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)b中，固相烧结法合成铌酸钾钠多晶料的烧结温度为800-1000℃，烧结时间为10-30小时。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：付秀伟，刘蕾，贾志泰，陶绪堂，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：