[发明专利]一种压电材料及其制备方法

权利要求书

1.一种铁电压电材料，其特征在于，所述铁电压电材料选自具有点缺陷的钙钛矿型晶体材料中的至少一种；所述钙钛矿型晶体材料中缺陷极化方向与钙钛矿型晶体材料自发极化的方向一致。

2.根据权利要求1所述的铁电压电材料，其特征在于，所述具有点缺陷的钙钛矿型晶体材料的化学式为：

A(B_xM_y)O₃；

其中，x＝0.7～1，y＝0～0.3且x+y＝1；

A选自Ba和/或Pb；

B选自Zr、Ti、Mg、Zn、Ni、Sc、Yb、Y、Lu、Ho、In、Ta、W中的至少一种；M为掺杂元素，选自Sn、Mn、Fe中的至少一种；B和M占据相同的晶体学位置。

3.权利要求1或2所述铁电压电材料的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：

a)得到具有点缺陷的钙钛矿型晶体材料；

b)通过外加电场的方法，使缺陷极化方向与钙钛矿晶体材料的极化方向一致。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，步骤a)具有点缺陷的钙钛矿型晶体材料通过在合成钙钛矿型晶体材料的过程中加入掺杂元素，得到点缺陷。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述在合成钙钛矿型晶体材料的过程中加入掺杂元素采用高温熔融法，包括以下步骤：

(1)将A的氧化物、B的氧化物、掺杂元素M的氧化物和助剂混合均匀，得到初始混合物；

其中，A选自Ba和/或Pb；B选自Zr、Ti、Mg、Zn、Ni、Fe、Sc、Yb、Y、Lu、Ho、In、Ta、W中的至少一种；掺杂元素M选自Sn、Mn、Fe中的至少一种；

(2)将步骤(1)所得初始混合物置于900～1200℃熔融后，以0.1～20℃/天的速率降温，得到具有点缺陷的钙钛矿型晶体材料。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，A的氧化物、B的氧化物、掺杂元素M的氧化物的摩尔比为：

A:B:M＝1:0.7～0.95:0.05～0.3。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中A是Pb；B是Mg、Nb和Ti的混合物；掺杂元素M是Sn、Sn与Mn和/或Fe的混合物。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，B中Mg、Nb和Ti的摩尔比为：

Mg：Nb：Ti＝1：2：1～3；

掺杂元素M中Sn、Mn、Fe的摩尔比为：

Sn：Mn：Fe＝0.5～2：0～1：0～1。

9.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述助剂为铅的氧化合物与H₃BO₃和/或B₂O₃组成的混合物。

10.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述外加电场是在居里温度以上，电场为直流电场，电场强度为矫顽场的1～3倍，并保持电场将温度降到室温。