[发明专利]一种稀土掺杂BCZT压电纳米纤维及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种稀土掺杂BCZT纳米纤维，其特征在于，该稀土掺杂BCZT的化学式为Ba_0.85-xM_xCa_0.15(Zr_0.1Ti_0.9)O₃，其中M为稀土元素，0.01≤x≤0.05；该稀土掺杂BCZT纳米纤维长为5～10μm，径向宽度为50～200nm。

2.根据权利要求1所述稀土掺杂BCZT纳米纤维，其特征在于，所述化学式中M为La、Sm、Eu、Dy或Y中的一种或几种。

3.权利要求1～2任一稀土掺杂BCZT纳米纤维的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：将钡盐、钙盐、稀土盐溶解于溶剂中，得到溶液A；将钛酸四丁酯和锆盐溶解于溶剂中，得到溶液B；将溶液A和溶液B混合，加入乙酰丙酮得到混合溶液，混合搅拌得到稀土掺杂BCZT溶胶；

S2：向所得稀土掺杂BCZT溶胶中加入有机添加剂，混合搅拌直至溶胶澄清透明，采用静电纺丝法对该溶胶进行纺丝得到纳米纤维前驱体，再煅烧，即得所述稀土掺杂BCZT纳米纤维。

4.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，S1中所述钡盐为醋酸钡；所述钙盐为醋酸钙或硝酸钙中的一种；所述稀土盐为硝酸镧、硝酸钐、硝酸铕、硝酸镝、硝酸钇中的一种或几种；所述锆盐为硝酸氧锆或氯氧化锆中的一种。

5.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，S1中溶液A中所述溶剂为冰醋酸和水的混合溶剂，其中冰醋酸和水的体积比为1:1～2；溶液B中所述溶剂为冰醋酸和无水乙醇的混合溶剂，其中冰醋酸和水的体积比为1:1～2。

6.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，S1中所述钛酸四丁酯与乙酰丙酮的摩尔比为1:2～3；所述混合搅拌过程中，调节混合溶液的pH为3.5～4，50～90℃水浴搅拌2～8h。

7.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，S2中所述有机添加剂为包括聚乙烯吡咯烷酮、聚乙二醇、聚己内酯中的一种或多种；所述有机添加剂的质量为稀土掺杂BCZT溶胶的8％～14％；所述混合搅拌过程为40～80℃水浴搅拌2～8h。

8.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，S2中所述静电纺丝法的参数为：正极电压5～15kV，负极电压-5～-15kV，正极针头到负极收集板的距离为5～30cm，送样速度为2～5mL/h。

9.根据权利要求3所述制备方法，其特征在于，所述煅烧温度为700～850℃，煅烧时间为2～4h。

10.权利要求1～2任一所述稀土掺杂BCZT纳米纤维在纳米电子器件领域中的应用。