一种铁电材料有机模板金属硼磷酸盐及其制备方法与用途技术

技术编号:4165207 阅读:199 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术公开了一种铁电材料有机模板金属硼磷酸盐及其制备方法与用途,该硼磷酸盐分子式为C4H13N2B2P3CoO13,空间群为Ima2(No.46),单胞参数为α=β=γ=90.00°,Z=4,单胞体积该材料采用水热反应得到晶体;该材料应用于存储和恢复信息、传输光信息、图像显示和全息照像中的编页器、铁电光阀阵列作全息照像的存储;本发明专利技术的方法制备工艺简单、产率高及重复性好。

Ferroelectric material, organic template, metal boron phosphate, preparation method and application thereof

The invention discloses a ferroelectric material organic template metal boron phosphate and its preparation method and use the boron phosphate molecular formula C4H13N2B2P3CoO13, space group Ima2 (No.46), unit cell parameter alpha = = beta gamma = 90 DEG, Z = 4, the cell volume by hydrothermal reaction of crystal materials; application of the material in the storage and retrieval of information transmission, optical information, image display and holography in paging device, electro-optical holographic array for iron valve storage; the method of the invention has the advantages of simple preparation process, high yield and good repeatability.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种铁电材料有机模板金属硼磷酸盐(分子式QH^N2Bj3CoOJ及其制备方法与用途。
技术介绍
铁电材料是一种同时具有铁电、压电、热释电、电光、非线性光学等性能的多 功能材料。所谓铁电材料,是指晶体结构在不加外电场时就具有自发极化现象,其自发 极化的方向能够被外加电场反转或重新定向的材料。材料的这种特性被称为铁电现 象或铁电效应。近些年来,铁电材料发展极为迅速,已广泛应用于电子技术、激 光技术、红外探测技术、超声(和微波声学)技术、固态记忆和显示技术以及其他工程技 术方面,而研制和生产性能优良的铁电材料,又是发展各种铁电、压电、热电和电光等 功能器件的基础。因此,目前国际上对铁电材料的研制和探索十分活跃。 目前人们对铁电材料的研究和应用主要集中在无机材料上。无机铁电材料由于 具有高强度、高硬度、耐高温、性能长期稳定、使用寿命长等优点而被广泛应用,但是 由于无机铁电薄膜的制作需要高真空较高温度的条件,使制作成本较为昂贵,不易制作 大面积薄膜且需要采用硬质材料作基片,较大地限制了其应用。近年来,有机铁电体薄 膜也倍受青睐,主要是由于与无机铁电材料相比,其具有易制成大面积薄膜、制作成本 低、低温制作条件、相对大的分子超极化率、大的电致伸縮应变能力、与空气的抗声阻 匹配性有独特的优越性等优点,同时由于其低温制作条件而可以用柔软的塑料作基片。 但是由于有机铁电材料的铁电耦合系数较低,相对介电常数较小,性能、功能的长期稳 定性相对差一些,从而使其应用受到较大限制。因此,研究新型铁电材料以克服无机或 有机铁电材料的固有缺陷已成为当前铁电材料的研究重点。 近几年来,具有铁电效应的有机模板金属硼磷酸盐引起了人们的极大研究兴 趣,这是由于这类杂化材料经过精心设计和调控,可以达到扬无机材料和有机材料各自 优点之长和避其缺点之短的杂交优势的效果,而且无机硼氧金属骨架和有机模板组 份之间的相互作用,可以使此类材料呈现出新颖的性质。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种铁电材料有机模板金属硼磷酸盐(分子式 C4H13N2B2P3Co013)及其制备方法与用途,该材料的制备方法如下所述硼磷酸盐在水热条件下合成的方法制得;反应物乙酸钴(Co(CH3C00)》、 硼酸(H3B03)、哌嗪(C4&。N2)、磷酸(H3P04)作为原料,采用水作为溶剂,上述Co : h3bo3 : c4h1(in2 : h3po4 : h2o的摩尔比为0.5 5 : 1 3 : 0.5 3 : 1.5 6 : 16 50,水热反应升温至140到22(TC,室温下自然冷却,生长了有机金属硼磷酸盐 的单晶,得到QH^N2B2P3CoOu化合物。 上述乙酸钴被同物质量的六水合硝酸钴、硝酸钴、硫酸钴或氯化钴取代,得到相同的C4H13N2B2P3Co013化合物。 测得该硼磷酸盐的晶体结构,结构参数如下 分子式为C4H13N2B2P3Co013, 空间群为Ima2(No.46), 单胞参数为tf =.12,4820 (8) A, 6 = 9,4146 (3) A, c = 11.4646 (2) A, a = P = y = 90.00° , z =4,单胞体积V =1347.2(1) 所述的有机模板金属硼磷酸盐的用途该材料应用于存储和恢复信息、传输光 信息、图像显示和全息照像中的编页器、铁电光阀阵列作全息照像的存储。 本专利技术的有益效果是 本专利技术提供的有机模板金属硼磷酸盐是在水热条件下化学合成方法生长出的晶 体。本专利技术所采用的材料制备工艺简单、产率高及重复性好等优点。 该材料的优点是不易溶于一般的溶剂,热分解温度点高(空气氛中可以稳定到 250°C),晶体颗粒均匀。具体实施例方式1、化合物的制备 1.称取乙酸钴(Co(CH3COO)2)0.088到0.880g,硼酸(H3BO3)0.062到0.186g,哌 嗪(QHi。N2)0.048到0.258,量取0.18到0.72ml磷酸水溶液(H3P04质量浓度85 % ),水 (H2O)3.0到9.0ml作为溶齐U,上述Co : H3B03 : C4H10N2 : H3P04 : 1120的摩尔比为 0.5 5 : 1 3 : 0.5 3 : 1.5 6 : 16 50,搅拌20min,装入密闭的28mL的反 应釜中,升温至140 220°C,恒温1到7天,取出后在室温条件下自然冷却,便可得到 晶体。经X射线单晶衍射分析,确定该晶体为C4H13N2B2P3Co013。乙酸钴被同物质量的 六水合硝酸钴、硝酸钴、硫酸钴或氯化钴取代,得到相同的<:41113&32&0)013化合物。 具体反应物按摩尔比计提供实施实例如下<formula>formula see original document page 4</formula> 2、性能测试 我们对得到的有机模板金属硼磷酸盐进行研究发现该化合物的极化强度P 与外施电场强度E的关系曲线表明具有明显的铁电效应,Pr = 0.029 iiC/cm2, Ps =0.055 ii C/cm'。本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种铁电材料有机模板金属硼磷酸盐,其特征在于:该硼磷酸盐分子式为C↓[4]H↓[13]N↓[2]B↓[2]P↓[3]CoO↓[13],空间群为Ima2(No.46),单胞参数为a=12.4820(8)*,b=9.4146(3)*,c=11.4646(2)*,α=β=γ=90.00°,Z=4,单胞体积V=1347.2(1)*↑[3]。

【技术特征摘要】
一种铁电材料有机模板金属硼磷酸盐,其特征在于该硼磷酸盐分子式为C4H13N2B2P3CoO13,空间群为Ima2(No.46),单胞参数为α=β=γ=90.00°,Z=4,单胞体积2. —种权利要求l所述的有机模板金属硼磷酸盐的制备方法,其特征在于所述硼磷酸盐在水热条件下合成的方法制得;反应物乙酸钴(Co(CH3C00)》、 硼酸(H3B03)、哌嗪(C4&。N2)、磷酸(H3P04)作为原料,采用水作为溶剂,上述Co : h3bo3 : c4h1(in2 : h3po4 : h2o的摩尔比...

【专利技术属性】
技术研发人员:潘春阳胡升李大光欧阳萍
申请(专利权)人:广东工业大学
类型:发明
国别省市:81[]

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