[发明专利]一种铈掺杂钛酸锶钡粉体的制备方法

摘要

一种铈掺杂钛酸锶钡粉体的制备方法，属于功能材料技术领域。本发明用柠檬酸作为络合剂、乙二醇作为交联剂、铈盐作为掺杂剂、用无水乙醇替代去离子水作为助溶剂，通过柠檬酸对相应金属离子的络合作用以及柠檬酸盐与乙二醇的酯化聚合作用，克服了常规铈掺杂BST溶胶因强烈水解而出现沉淀的现象，制备了稳定的铈掺杂BST溶胶。溶胶经800～1000℃煅烧后得到平均粒径为90～100nm的铈掺杂钛酸锶钡粉体。所得铈掺杂钛酸锶钡粉体结构及形貌显著改善，综合介电性能大幅度提高，在1GHz频率下测试的平均介电常数约为70、介电损耗约0.003，可满足铁电存储器、红外探测器、微波器件等诸多领域的应用需要。

主权项

一种铈掺杂钛酸锶钡粉体的制备方法，包括以下步骤：步骤1：配制无水BST溶胶；首先根据Ba_1‑xSr_xTiO₃(0<x<1)中Ba、Sr和Ti的原子摩尔比(1‑x):x:1分别称取乙酸钡、乙酸锶和钛酸丁酯；然后将乙酸钡和乙酸锶溶于冰醋酸中，搅拌至完全溶解形成钡锶前驱液，同时将钛酸丁酯溶于乙酰丙酮中，搅拌至完全溶解形成钛前驱液；再将所得钡锶前驱液和钛前驱液混合后加入乙二醇甲醚，搅拌使其混合均匀并采用乙二醇甲醚定容得到摩尔浓度为0.2～0.4M的无水BST溶胶；步骤2：配制柠檬酸和铈盐的无水混合前驱液；首先按摩尔比1:1分别称取铈盐和柠檬酸；然后将铈盐溶于冰醋酸、乙二醇甲醚和乙酰丙酮的混合溶剂中，搅拌至完全溶解形成铈前驱液，同时将柠檬酸溶于乙二醇和无水乙醇的混合溶剂中，搅拌至完全溶解形成柠檬酸前驱液；再将所得铈前驱液和柠檬酸前驱液混合，搅拌均匀后得到柠檬酸和铈的无水混合前驱液；步骤3：配制铈掺杂的无水BST溶胶；将步骤1所得无水BST溶胶和步骤2所得柠檬酸和铈盐的无水混合前驱液按Ce:Ti＝(0～5]:100的原子摩尔比进行混合，搅拌均匀后得到铈掺杂的无水BST溶胶；步骤4：形成铈掺杂的BST凝胶；将步骤3所得铈掺杂的无水BST溶胶烘干去除有机溶剂后得到铈掺杂的BST凝胶；步骤5：研磨、烧结；将步骤4所得铈掺杂的BST凝胶研磨成粉体后，在800～1000℃条件下恒温烧结3～4小时，自然冷却后得到最终的铈掺杂BST粉体。