[发明专利]一种热释电材料(K2ZnCl4晶体)的制备

说明书

本发明属于红外热释电材料。

现有的红外热释电材料主要有TGS、TGFL、Li₂SO₄、LiNbO₃、LiTaO₃等晶体（见表1）。较好的热释电材料是TGS、和TGFb。TGS在育晶过程中，晶体容易生长，但其优值比（P/ε）只有1.1，故不太理想;TGFb的优值比虽然较高，但其晶体生长困难，因此在实际应用中也受到限制。

本发明的目的是寻找一种热释电性能好、晶体生长容易的红外热释电单晶体。

我们在对K₂ZnCl₄的电性能进行研究时，首次发现了K₂ZnCl₄单晶体具有很好的热释电性能（见表1）：

K₂ZnCl₄的制备方法是先把KCl和ZnCl₂（摩尔比为2∶1）两种试剂进行化合，其反应式如下：

然后把得到的K₂ZnCl₄用去离子水溶解，并置于蒸发育晶槽中，采用蒸发法生长晶体，先升温至50-65℃，然后缓慢降温至饱和点。所用去离子水的重量为育晶液总重量的18-20%，溶剂的蒸发速度为10-30毫升/昼夜。经30天后即可生长出大尺寸的K₂ZnCl₄单晶体。

从表1可以看出，K₂ZnCl₄的热释电性能与目前所应用的TGS、TGFb晶体相比，具有更高的居里温度和较低的介电常数。虽然K₂ZnCl₄的热释电系数（P）不到TGS的二分之一，但是K₂ZnCl₄的优值比（P/ε）却是TGS的三倍多，而且在育晶时，K₂ZnCl₄和TGS一样，都很容易生长出大尺寸的单晶体，其机械加工性能也好。