[发明专利]一种B位高熵钙钛矿氧化物及其制备方法

说明书

类比高熵合金，本发明公开了一种新型B位高熵钙钛矿氧化物Ba(Zr1/6Sn1/6Ti1/6Hf1/6Nb1/6Ga1/6)O3,由原料BaCO3、ZrO2、SnO2、TiO2、HfO2、Nb2O5和Ga2O3混合、湿磨、烘干、预烧制备而成，具有操作方便、实用性强和便于推广应用的特点。

技术领域

本发明涉及钙钛矿氧化物技术领域，具体是一种B位高熵钙钛矿氧化物及其制备方法。

背景技术

高熵合金是由五种或五种以上元素按照等原子比或近等原子比的原则合金化，形成高熵固溶体的一类合金，由于各组元间较高的混合熵而倾向于形成固溶体，使其具有较高的热稳定性、高强度、高硬度、耐磨性好、抗氧化性能好和抗腐蚀能力强等特性，因此高熵合金成为一种极具发展潜力的新兴材料，在工程应用方面具有极大的前景。

钙钛矿氧化物是与钙钛矿BaTiO₃结构相同的一类化合物，钙钛矿结构可以用ABO₃表示，A位阳离子呈12配位结构，位于立方晶胞的12个顶点位置，B位阳离子呈6配位结构，位于立方晶胞的体心位置，O离子位于6个面心位置。钙钛矿氧化物容差因子t值按公式计算，其中R_A、R_B、R_O分别代表A位阳离子半径、B位阳离子半径、氧离子半径。根据文献可知，t越接近于1时越容易形成单相钙钛矿结构。

发明内容

类比高熵合金，本发明设计出一种新型B位高熵钙钛矿氧化物Ba(Zr_1/6Sn_1/6Ti_1/6Hf_1/6Nb_1/6Ga_1/6)O₃,目前尚未见这种B位高熵钙钛矿氧化物的相关报道。

本发明保护一种B位高熵钙钛矿氧化物，其化学分子式为Ba(Zr_1/6Sn_1/6Ti_1/6Hf_1/6Nb_1/6Ga_1/6)O₃。

本发明还保护一种B位高熵钙钛矿氧化物的制备方法，包括以下步骤：

步骤1：将原料BaCO₃、ZrO₂、SnO₂、TiO₂、HfO₂、Nb₂O₅和Ga₂O₃按照分子式Ba(Zr_1/6Sn_1/6Ti_1/6Hf_1/6Nb_1/6Ga_1/6)O₃的化学计量比进行精确称量，然后混合，混合氧化物中Zr⁴⁺离子、Sn⁴⁺离子、Ti⁴⁺离子、Hf⁴⁺离子、Nb⁵⁺离子、Ga³⁺离子按等原子比混合，即Zr⁴⁺离子1/6、Sn⁴⁺离子1/6、Ti⁴⁺离子1/6、Hf⁴⁺离子1/6、Nb⁵⁺离子1/6、Ga³⁺离子1/6；

步骤2：研磨混合好的原料；

步骤3：烘干研磨后的粉料，并在1300～1400℃温度下预烧6～10h得到B位高熵钙钛矿氧化物。

进一步的，所述步骤2中的研磨为在研磨钵中加入无水乙醇湿磨4h以上，无水乙醇至少要没过原料。

进一步的，所述步骤3中，烘干温度为70℃，干燥时间不少于24h。