[发明专利]一种ZnO/BaTiO

说明书

本发明公开一种ZnO/BaTiO₃复合材料制备方法、ZnO/BaTiO₃复合材料及应用，通过溶胶包覆法，将两种压电材料复合得到ZnO/BaTiO₃微球，将其组装成柔性压电发电机，该材料结晶良好且具有较好的分散性，将其组装成柔性压电发电机，能够得到较高的电输出；为压电发电机领域在研究选材方面提供了新思路。ZnO/BaTiO₃复合粉体为两种压电材料复合而成，ZnO和BaTiO₃均为宽带隙半导体，其形成的异质结构可以对二者的压电性能起到积极的作用。

技术领域

本发明涉及复合压电材料制备及应用技术领域，尤其涉及一种ZnO/BaTiO₃复合材料制备方法、ZnO/BaTiO₃复合材料及应用。

背景技术

近年来，能源利用问题在人类社会发展中变得日益突出，因此如何通过有效手段将生活中的能量收集起来，并转化为可持续的电能来驱动小范围的电子器件引起了越来越多研究者的关注。而压电发电机是以压电效应为基础，收集多种形式的机械能并将之转化为电能提供给微型功能器件，使其能够自驱动发电，具有构造简单，并且易于小型化，性能稳定的优点，受到了研究者的广泛关注。

钛酸钡(BaTiO₃)材料本身具有优良的介电性能、压电性能和铁电性能，因此多被用于传感器、热敏电阻、光电器件等。目前，随着现代工业的迅速发展，不论是在电子产业领域或新能源材料领域，市场对钛酸钡的需求量及性能要求都日益增长。氧化锌(ZnO)材料是一种新型的宽带隙半导体，其具有的半导体和压电耦合特性，使其成为制备压电器件的重要材料，目前已有很多研究人员用氧化锌制备出了多种结构的压电发电机和压电传感器。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术不足，提供一种ZnO/BaTiO₃复合压电材料制备方法以及该复合压电材料的应用。

本发明的第一种技术方案是：一种ZnO/BaTiO₃复合材料制备方法，包括如下步骤：

(1)、将0.32g TiO₂粉末A加入到40mL去离子水中混合均匀得到溶液B，再将2.52gBa(OH)₂·8H₂O加入40mL的去离子水中混合均匀得到溶液C，将溶液B倒入溶液C中，磁力搅拌均匀，再将所得混合液(Ba/Ti摩尔比＝2:1)加入100mL的水热釜在90℃下加热6h，后经离心、洗涤、烘干后再进行2h，800℃的热处理后得到微米级球状BaTiO₃晶体粉末；

(2)、将0.6mol/L的醋酸锌加入100mL的乙二醇甲醚中，磁力搅拌0.5h后，向溶液中滴入 2.86ml单乙醇胺，磁力搅拌2h，静置得到ZnO溶胶；

(3)、取0.1g的BaTiO₃和10ml ZnO溶胶通过超声混合包覆2-5次，烘干后进行2h、450°热处理，后将热处理得到的产物置于由六水合硝酸锌和六次甲基四胺混合制备的生长液中恒温水浴70-90℃加热4h，将产物离心、洗涤后最终得到ZnO/BaTiO₃复合粉体。

本发明的第二个技术方案是采用上述方法制备的ZnO/BaTiO₃复合材料，具有分级结构，由微球和表面分布的棒状颗粒组成，微球粒径范围在700±10nm。

本发明的第三个技术方案是采用上述方法制备的ZnO/BaTiO₃复合材料的应用，通过自组装的形式分散在柔性PET-ITO基底上，之后用聚二甲基硅氧烷旋涂在其表面来对上基底进行粘合；

具体如下：

(1)、取制备的ZnO/BaTiO₃粉体加入50mL去离子水中超声30min以混合均匀得到混合液A；