一种高极化强度铁酸铋-钛酸铅-锆钛酸钡基铁电陶瓷的制备方法

    公开(公告)号:CN119371198B

    公开(公告)日:2025-03-21

    申请号:CN202411949011.4

    申请日:2024-12-27

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了一种高极化强度铁酸铋‑钛酸铅‑锆钛酸钡基铁电陶瓷的制备方法,根据铁酸铋‑钛酸钡陶瓷基铁电陶瓷的化学式配取各氧化物原料混合获得混合粉末,混合粉末进行预烧获得预烧粉,将预烧粉造粒获得粒料,粒料压制成型获得生坯,生坯经排胶烧结后获得烧结陶瓷,烧结陶瓷再经退火处理即得铁酸铋‑钛酸铅‑锆钛酸钡基铁电陶瓷;本发明通过烧结陶瓷进行退火处理,退火处理后,陶瓷内部由于Pb、Bi挥发产生的缺陷偶极子在温度场的作用下发生重排,且在陶瓷相发生了弛豫铁电体‑铁电体相变,从电滞回线反映为回线的束腰打开、矩形度增加,双极应变曲线由芽型转变为铁电体典型的蝴蝶型,陶瓷铁电性进一步得到了大幅度提升。

    一种用于提高铁酸铋-钛酸钡铁电陶瓷极化强度的热处理方法

    公开(公告)号:CN113912390B

    公开(公告)日:2022-06-14

    申请号:CN202111454238.8

    申请日:2021-12-01

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了一种用于提高铁酸铋‑钛酸钡铁电陶瓷极化强度的热处理方法,包括如下步骤,将铁酸铋‑钛酸钡铁电陶瓷置于单晶硅片上,然后放入退火炉中于氧气气氛下进行热处理,热处理过程中,先通入氧气5min以上,然后以≧20℃/s的升温速率升温至800~1000℃,保温30~180s,并于300s内降温至200℃以下,取出,获得热处理后的铁酸铋‑钛酸钡铁电陶瓷;本发明的热处理方法利用短时间内将置于单晶硅衬底上的铁酸铋‑钛酸钡基固溶体陶瓷升温到一定温度并保温一定时间后迅速降温,使陶瓷的极化强度提高。同时高温下原子扩散加快,单晶硅原子与铁酸铋‑钛酸钡相互扩散,利用单晶硅与铁酸铋‑钛酸钡晶胞参数的巨大差异,进一步增大了铁酸铋‑钛酸钡晶胞中的四方性,从而使铁酸铋‑钛酸钡基固溶体陶瓷的极化强度大幅的提升。

    一种HZO/AO/HZO纳米叠层薄膜及其制备方法和应用

    公开(公告)号:CN113658941A

    公开(公告)日:2021-11-16

    申请号:CN202110724557.X

    申请日:2021-06-29

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了一种HZO/AO/HZO纳米叠层薄膜及其制备方法和应用,所述薄膜由HZO顶层、AO中层、HZO底层构成,其中HZO顶层由HfO2膜层与ZrO2膜层交替层叠组成,AO中层为Al2O3膜层,HZO底层由HfO2膜层与ZrO2膜层交替层叠组成。本发明的技术方案使用HfO2层及ZrO2层交替沉积,通过纳米叠层结构引入界面以调控界面能来稳定物相,并有效阻碍“电树”的生长,避免击穿的发生。此外,界面还能减小电子注入深度并抑制局部相分解,从而最终提高疲劳性能。另一方面,引入介质层Al2O3促进180°畴的形成以降低内建电场,削弱电畴的固定取向程度,减小漏电流密度。本发明能够解决具有良好铁电性能的HZO/AO/HZO纳米叠层层薄膜的制备技术难题,可简单、可控地生产高质量的铁电薄膜。

    一种TiO2@PZT纳米线阵列/聚合物的复合介电材料及其制备方法

    公开(公告)号:CN107275475B

    公开(公告)日:2019-07-05

    申请号:CN201710564172.5

    申请日:2017-07-11

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了一种TiO2@PZT纳米线阵列/聚合物的复合介电材料,包括TiO2纳米线阵列、PZT包覆层和聚合物层。此外,本发明还公开了所述复合材料的制备方法,先在基底表面生长TiO2纳米线阵列层;再在其表面涂覆PZT溶胶、随后进行退火处理,最后再在复合后的TiO2纳米线阵列层表面涂覆聚合物溶液,干燥即得所述的复合介电材料。本发明提供的材料利用具备高度取向性的TiO2纳米线阵列作为基底,再将PZT相包覆于纳米线的表面、再在上层旋涂聚合物,可克服现有复合介电材料普遍存在的因陶瓷相和聚合物基体相容性不好、混合不均匀等导致的介电性能差的技术问题;通过所述的各层结构的协同,可高效提升复合材料的介电性能以及低电场下的储能密度。

    一种提高铁酸铋-钛酸钡铁电陶瓷压电性能的极化方法

    公开(公告)号:CN116253581B

    公开(公告)日:2023-12-22

    申请号:CN202310101333.2

    申请日:2023-02-10

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了一种提高铁酸铋‑钛酸钡铁电陶瓷压电性能的极化方法,将铁酸铋‑钛酸钡铁电陶瓷置于硅油中,先对铁酸铋‑钛酸钡铁电陶瓷进行交流极化处理,然后在磁场辅助下进行直流极化处理即得,本发明采用一种交流+磁场辅助直流极化(ACP+DCPM),可以增加铁酸铋‑钛酸钡铁电陶瓷电畴中的电偶极矩,使极化处理后的铁酸铋‑钛酸钡铁电陶瓷的压电性能大大提升,同时具有高的居里温度,本发明通过在现有直流极化夹具两端加装强磁性磁铁以提供磁场的方法,免去了极化装置的重新设计和加工等繁琐步骤,有着结构简单、成本低的优点,大大节约操作时间,提高产品性能。

    一种提高铁酸铋-钛酸钡铁电陶瓷压电性能的极化方法

    公开(公告)号:CN116253581A

    公开(公告)日:2023-06-13

    申请号:CN202310101333.2

    申请日:2023-02-10

    Applicant: 中南大学

    Abstract: 本发明公开了一种提高铁酸铋‑钛酸钡铁电陶瓷压电性能的极化方法,将铁酸铋‑钛酸钡铁电陶瓷置于硅油中,先对铁酸铋‑钛酸钡铁电陶瓷进行交流极化处理,然后在磁场辅助下进行直流极化处理即得,本发明采用一种交流+磁场辅助直流极化(ACP+DCPM),可以增加铁酸铋‑钛酸钡铁电陶瓷电畴中的电偶极矩,使极化处理后的铁酸铋‑钛酸钡铁电陶瓷的压电性能大大提升,同时具有高的居里温度,本发明通过在现有直流极化夹具两端加装强磁性磁铁以提供磁场的方法,免去了极化装置的重新设计和加工等繁琐步骤,有着结构简单、成本低的优点,大大节约操作时间,提高产品性能。

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