[发明专利]制备钙钛矿结构铅基弛豫陶瓷或其固溶体的湿化学方法

摘要

本发明涉及一种制备具有纯钙钛矿结构铅基弛豫陶瓷及其固溶体的湿化学方法，属于陶瓷制备技术领域。该方法以金属无机盐乙酸铅、硝酸铁、钨酸铵、硝酸铋、硝酸镁和硝酸钴作为前躯体，通过乙二胺四乙酸、柠檬酸的络合作用形成溶胶。溶胶干燥得到干凝胶，干凝胶经过不低于400℃的煅烧制得粉末，粉末可经压片得到生磁片。最后，对粉末或生磁片在600-800℃进行烧结，得到纯钙钛矿结构铅基弛豫陶瓷或其固溶体。本发明避免了传统湿化学法中价格昂贵的金属醇盐的使用，有效地抑制了恶介电性能的焦绿石相生成，大大降低了烧结温度，为制备得到高性能的铅基弛豫陶瓷或其固溶体提供了一种切实可行的方法。

主权项

一种制备钙钛矿结构铅基弛豫陶瓷或其固溶体的湿化学方法，其特征在于，弛豫陶瓷为具有钙钛矿结构的纯Pb(Fe2/3W1/3)O3、Pb(Mg1/2W1/2)O3或Pb(Co1/2W1/2)O3；弛豫陶瓷的固溶体为具有钙钛矿结构的单相x1Pb(Fe2/3W1/3)O3‑(1‑x1)BiFeO3固溶体，其中0.4≤x1＜1.0；或者，弛豫陶瓷的固溶体为具有钙钛矿结构的单相x2Pb(Fe2/3W1/3)O3‑(1‑x2)Pb(Mg1/2W1/2)O3固溶体，其中0＜x2＜1.0；或者，弛豫陶瓷的固溶体为具有钙钛矿结构的单相x3Pb(Fe2/3W1/3)O3‑(1‑x3)Pb(Co1/2W1/2)O3固溶体，其中0＜x3＜1.0；具体步骤如下：(1)按化学式中的原子比称量乙酸铅、硝酸铁、钨酸铵、硝酸铋、硝酸镁、硝酸钴作为前躯体，纯度至少99.95wt％；(2)按柠檬酸与金属离子摩尔比在1.0‑2.0范围内称取柠檬酸，并将其溶于去离子水中，柠檬酸的浓度为1.0‑2.0mol/L；(3)按乙二胺四乙酸与金属离子摩尔比在1.0‑2.0范围内称取乙二胺四乙酸，并将其溶于去离子水中，乙二胺四乙酸的浓度为1.0‑2.0mol/L；(4)将钨酸铵溶于柠檬酸溶液中，超声溶解；(5)将乙酸铅溶于乙二胺四乙酸溶液中，在磁力搅拌下溶解；(6)将硝酸铁、硝酸镁或硝酸钴分别加入到钨酸铵和柠檬酸的混合溶液中，在磁力搅拌下溶解，获得含铁、镁或钴不同组分的溶液；(7)将硝酸铋加入到乙酸铅和乙二胺四乙酸的混合溶液中，在磁力搅拌下溶解，获得含铋组分的溶液；(8)将上述(6)‑(7)不同成分的混合溶液根据需要取2种以上混合，用氨水调节pH值至3.0‑10.50，磁力搅拌1‑2h，获得溶胶；(9)将上述溶胶在150‑200℃下干燥得到干凝胶；(10)将干凝胶在400‑500℃下煅烧3‑5h，得到相应粉末；(11)将粉末或由粉末压成的生磁片在600‑800℃烧结1‑3h，即可获得不同体系的钙钛矿结构铅基弛豫陶瓷或其固溶体。