[发明专利]丁二酸锌铁电粉体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及铁电体，具体涉及丁二酸锌铁电粉体及其制备方法。

背景技术

铁电体是指其晶体结构在不加外电场时就具有自发极化现象，其自发极化的方向能够被外加电场反转或重新定向，铁电功能材料的空间群结构是下述极性点群的其中之一：C₁，C_s，C₂，C_2v，C₃，C_3v，C₄，C_4v，C₆，C_6v，它是热释电材料的一个分支。由于铁电材料具有优良的铁电、介电、热释电及压电等特性，它们在铁电存储器、红外探测器、声表面波和集成光电器件等现代电子技术、光电子技术和微机械技术等固态器件方面有着非常重要的应用，铁电材料及其应用研究已成为凝聚态物理、固体电子学领域最热门的研究课题之一。

早在18到19世紀，科学家就对材料的铁电性进行研究，其中以1880年J.Curie与P.Curie最具代表性。最早获得使用的铁电材料是罗息盐(酒石酸钾钠)，1894年Pockels报道了罗息盐具有异常大的压电常数，1920年法国的Valasek观察到罗息盐晶体(斜方晶系)的铁电电滞回线；1935年、1942年又发现了磷酸二氢钾(KH₂PO₄)及其类似晶体中的铁电性与钛酸钡(BaTiO₃)陶瓷的铁电性。从目前的研究现状来看，对于具有高性能的铁电材料的研究和开发应用仍然处于发展阶段，因而探索和开发新颖铁电材料、不断发展其制备工艺，仍是材料工作者不断致力的方向之一，如授权公告号为CN100402437，公告日为2008年7月16日的发明专利就公开了一种钛酸盐铁电粉体的制备方法，而授权公告号为CN100429175，公告日为2008年10月29日的发明专利就公开了一种低温制备弛豫基铁电体铌钪酸铅纳米粉末的方法。金属有机配位化学的发展为新型功能材料的设计和开发提供了崭新的思路，并大大推动了材料科学的发展。其主要策略在于通过选择合适的金属离子与有机配体，借助金属离子与有机配体之间的配位键合作用，来实现新颖功能材料的设计和构筑。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供了丁二酸锌铁电粉体，其是非常有应用前景的新铁电功能材料。

本发明还提供了丁二酸锌铁电粉体的制备方法。该制备方法具有流程少，工艺简单，对设备要求低，原料成本低，无污染，易于产业化的优点。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：丁二酸锌铁电粉体，该铁电粉体的分子式为Zn(C₄H₄O₄)，该铁电粉体属于单斜晶系粉末，白色，纯度不低于99％，具有C₂空间群结构，该铁电粉体能通过100目筛，该铁电粉体的电滞2Ec值为66.3kV·cm^-1，2Pr值为0.289μC·cm^-2，Ps值为0.160μC·cm^-2。

本发明还公开了该丁二酸锌铁电粉体的制备方法，包括下述步骤：

a、丁二酸溶液的配制：称取丁二酸，加入至去离子水中，配成摩尔浓度为0.01～1mol/L溶液，并搅拌至完全溶解，得到丁二酸溶液待用；丁二酸溶于去离子水后，在水溶液中存在以下离子平衡：

b、丁二酸锌溶液的制备：按照锌离子与丁二酸摩尔比1：1～5的比例，把固体锌盐逐渐加入至步骤a所配制的丁二酸溶液中，边加入边持续搅拌，搅拌20～60min后，过滤除去不溶物，所得滤液即为丁二酸锌溶液；当溶液中加入可溶性锌盐后，锌离子与丁二酸根反应，锌离子(Zn²⁺)与丁二酸根离子相互碰撞发生如下反应：

搅拌中伴随溶剂的挥发。