一种铋层状结构K_0.5Bi_4.5Ti₄O₁₅晶体的制备工艺

摘要

本发明属于铁电功能晶体材料领域，具体涉及了一种铋层状结构K_0.5Bi_4.5Ti₄O₁₅晶体的制备工艺。所述制备工艺为：多晶料的制备；将多晶料研磨成粉后再次压成实块，进行二次烧结，打磨切割得到多晶原料棒；将多晶原料棒置于中空铂金管下部，置于晶体生长炉中，在氩气氛围下加热，使多晶原料棒熔化，引入铂金丝，进行晶体的形核和生长；待晶体生长结束后，将晶体缓慢移开熔融区间，稳定1～2h后取出铂金丝，得到铋层状结构K_0.5Bi_4.5Ti₄O₁₅晶体；最后将铋层状结构K_0.5Bi_4.5Ti₄O₁₅晶体置于高温退火。采用本发明所述工艺制备得到的K_0.5Bi_4.5Ti₄O₁₅晶体的均匀性较好，具有良好的铁电特性。

主权项

一种铋层状结构K_0.5Bi_4.5Ti₄O₁₅晶体的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：(1)多晶料的制备：以Bi₂O₃、K₂CO₃、TiO₂为起始原料，按化学计量比配料，其中K和Bi过量5％～10％，将起始原料混合均匀并压成实块后煅烧，生成多晶料；(2)将多晶料研磨成粉后再次压成实块，进行二次烧结，烧结结束后，打磨切割得到多晶原料棒；(3)将多晶原料棒置于中空铂金管下部，使管壁与多晶原料棒接触良好，将中空铂金管置于晶体生长炉中，在氩气氛围下加热，使多晶原料棒熔化，待熔体状态稳定后，引入铂金丝，进行晶体的形核和生长；在晶体生长过程中通过CCD实时观测晶体生长情况，通过调整中空铂金管上升和下降的位置，使铂金丝处于中空铂金管底部中间位置；处于上方的中空铂金管和处于下方的铂金丝与旋转装置相连，在生长过程中缓慢旋转，保证晶体生长过程中成分的均一性；待晶体生长结束后，将晶体缓慢移开熔融区间，稳定1～2h后将铂金丝取出，得到铋层状结构K_0.5Bi_4.5Ti₄O₁₅晶体；最后将铋层状结构K_0.5Bi_4.5Ti₄O₁₅晶体置于高温退火，以减少晶体内部的机械应力和氧空位。