[发明专利]一种高温铁电体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高温铁电体及其制备方法。其组成通式为[(CH₃)₃NOH]₂[M⁺N³⁺(CN)₆]，其中M为碱金属元素，N为过渡金属元素。本发明的高温铁电体，合成简便，可以大量制备；所得到的高温铁电体热稳定性好且相变温度高；分解温度可高达230℃，相变温度可高达137℃；因此可在较大温度范围内进行使用。本发明的高温铁电体具有较大的极化强度，在单晶体测试中，电场频率为1Hz时，其饱和极化强度达到0.75uC/cm²。

技术领域

本发明属于铁电材料领域，具体涉及一种新型高温铁电体及其制备方法。

背景技术

铁电体是指一类电介质晶体，其晶体结构使正负电荷中心不重合而出现电偶极矩，具有不等于零的电极化强度，即晶体可发生自发极化；而且其极化方向可以被外电场翻转。在交变电场作用下，铁电体的极化强度P随外电场呈非线性变化，表现为电场E的双值函数，呈现出滞后现象，与铁磁体的磁滞回线形状类似，这个P-E回线称为电滞回线。铁电体在许多领域有广泛应用，例如：利用铁电畴的可反转特征以及去除外电场后的剩余自发极化可制作信息存储器；铁电体具有电光效应，其电光显示基于极化反转，响应速度比普通丝状液晶快几个数量级，可用于图象显示；铁电体具有非线性光学性质，可制作光学倍频器件、参量振荡、相共轭器件；铁电体同时还具有压电效应和热释电效应，在压电传感器、换能器、非致冷红外焦平面阵列等都具有具体应用。

现有商业化的铁电体主要是无机铁电体，比如PZT(Pb(Zr_1-xTi_x)O₃)，但其制备工艺复杂，烧结温度高达600-900℃，能耗高，并且制备过程中有剧毒物PbO挥发，废弃物回收困难，危害环境。相比之下，分子铁电体具有质量轻、不需要高温合成、以及具有柔性等优点，是当前新型铁电体的重要发展方向。不过，目前已有的分子铁电体大部分都存在相变温度比室温低的情况，意味着在室温条件下无法呈现铁电性质，需要额外冷却到室温以下的低温相才具有铁电性。因此，相变温度高于室温的新型分子铁电体有重要的应用价值，研究设计这类高温分子铁电体具有积极意义。

在本发明中，我们提供了基于金属有机杂化化合物的一类新型分子高温铁电体，其相变温度大大高于室温，并且合成过程简单，具有良好的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型高温铁电体及其制备方法，并结识了这类新材料的铁电性质。

本发明所采取的技术方案是：

一种高温铁电体，其组成通式为[(CH₃)₃NOH]₂[M⁺N³⁺(CN)₆]，具体包括三类组分：

(1)有机阳离子：三甲基羟基铵离子(CH₃)₃NOH⁺；

(2)无机阴离子：氰根CN^-；

(3)两类金属离子。

其中M为碱金属元素，N为过渡金属元素。

优选的，M为Li、Na、K、Rb、Cs中的一种元素。

优选的，M为K元素。

优选的，N为Co、Fe、Cr中的一种元素。

优选的，M为Co元素或Fe元素。