[发明专利]一种钙钛矿结构纳米陶瓷材料及其制备方法

说明书

本申请提供一种钙钛矿结构纳米陶瓷材料及其制备方法，其化学成分通式为A_xA’_1‑xB_yB’_1‑yO₃,其中，0.5≤x≤0.8；0.7≤y≤0.9；A和A’选自La，Ce，Pr，Nd，Pm，Sm，Eu，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu；B和B’选自Co，Fe，Ni，Mn，Cr，Cu。本申请通过湿化学‑焙烧方法制备了具有钙钛矿结构的双离子掺杂纳米材料，通过对ABO₃钙钛矿材料的A位和B位的离子进行掺杂来提高材料的介电性能。实验结果表明，本发明制备的纳米陶瓷材料在室温下的介电常数高，且在100℃至400℃的温度范围内，材料的介电常数变化幅度非常小，介电温度稳定性好。

技术领域

本申请涉及纳米陶瓷技术领域，具体涉及一种高介电钙钛矿结构的纳米陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

随着微电子科技行业的迅速发展，人们对电子产品的各项性能的要求也越来越高，电子器件不断的向小型化、多样化的方向发展。为了适应这种需求，具有高介电常数、低介电损耗、高储能密度的介电材料成为了研究发展的方向。

目前高介电材料主要分为两大类；(1)金属氧化物，如Al₂O₃、Ta₂O₃等；(2)多元素氧化物，其中以锆钛酸铅(PZT)和钛酸钡最受关注。PZT具有优异的高介电特性，在市场上具有广泛的应用，但PZT中氧化铅总质量高达70％，对环境和人类健康都具有极大的危害。钛酸钡被视为替代PZT的候选材料之一，但其存在居里温度低(120℃)、低温易相变、介电温度稳定性差、制备温度高、能耗大等劣势，限制了其商用化进程。

发明内容

本申请提供一种钙钛矿结构纳米陶瓷材料以解决现有的高介电材料对环境污染大或存在介电温度稳定性差的问题。

本申请一方面提供一种钙钛矿结构纳米陶瓷材料，其化学成分通式为A_xA’_1-xB_yB’_1-yO₃,其中，

0.5≤x≤0.8；

0.7≤y≤0.9；

A和A’选自La，Ce，Pr，Nd，Pm，Sm，Eu，Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Tm，Yb，Lu；

B和B’选自Co，Fe，Ni，Mn，Cr，Cu。

可选地，A为La，A’选自Ce，Sm，Pr，Tb，Er。

可选地，A’为Ce或Er。

可选地，B为Co，B’选自Fe，Ni，Mn，Cr，Cu。

可选地，B’为Fe或Ni。

可选地，其结构式为La_0.7Ce_0.3Co_0.8Fe_0.2O₃或La_0.7Ce_0.3Co_0.8Ni_0.2O₃或La_0.7Er_0.3Co_0.8Fe_0.2O₃或La_0.7Er_0.3Co_0.8Ni_0.2O₃。

本申请另一方面提供一种钙钛矿结构纳米陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：

S1按预设配比制备含A、A’、B和B’的溶液；