线。
[0014]
【具体实施方式】
[0015] 下面结合一些实施例更具体的描述本发明，但运些实施例并不用来限制本发明的 范围，实现本发明所掲示原理的各种方式都被视为在所附权利要求书的范围内。
[001引实施例1，采用BaC03、Ti02、La203、师03、Eu203、Dy203为初始原料，按照化学式Baa94RD.D4Ti03(R=La，Nd，Eu，Dy)称取并混合原料；W无水乙醇为介质，球磨24小时，80°C 烘干，过200目筛，在高溫电炉中于iiocrc预烧保溫4小时；将所得纯净单相的巧铁矿结构 陶瓷粉料二次球磨24小时、80°C干燥、过筛，加入5%的聚乙締醇（PVA)作为粘结剂，研磨造 粒，成型，在1400°C氧气气氛下烧结保溫6小时。测试样品的各项性能如表1所示。图1显 示了样品的电卡效应绝热溫变ΔΤ-Τ曲线。
[0017] 表1 :
实施例2,采用BaC〇3、Ti〇2、Nd2〇3为初始原料，按照化学式Bai i.5xNdxTi〇3(x=0.03~0. 06) 称取并混合原料；W无水乙醇为介质，球磨6小时，80°C烘干，过200目筛，在1000°C下预 烧，保溫4小时，形成单一的巧铁矿相；将所得纯净单相的巧铁矿结构陶瓷粉料二次球磨24 小时、80°C干燥、过筛，加入5%的聚乙締醇（PVA)作为粘结剂，研磨造粒，成型，在1400°C氧 气气氛下下烧结10小时，成最终陶瓷铁电材料样品。测试样品的电卡效应绝热溫变AT-T 曲线，如图2所示。
[0018] 实施例 3,采用 8曰0)3、11〇2、6(12〇3、51112〇3为初始原料，按照化学式83。.945111。.。26(1。.。211〇3称 取并混合原料；W无水乙醇为介质，球磨8小时，80°C烘干，过200目筛，在1000°C下预烧， 保溫4小时，形成单一的巧铁矿相；将所得粉料二次球磨24小时、80°C干燥、过筛，加入5% 的聚乙締醇（PVA)作为粘结剂，研磨造粒，成型，在1400°C空气气氛下烧结10小时，成最终 陶瓷铁电材料样品。测试样品的电卡效应绝热溫变AT-T曲线，如图3所示。
[0019] 实施例4,采用BaC〇3、Ti〇2、化2〇3为初始原料，按照化学式BaTiD.W化。.。4〇3称取并混合 原料；W无水乙醇为介质，球磨8小时，80°C烘干，过200目筛，在1000°C下预烧，保溫4小 时，形成单一的巧铁矿相；将所得粉料二次球磨24小时、80°C干燥、过筛，加入5%的聚乙締 醇（PVA)作为粘结剂，研磨造粒，成型，在1400°C空气气氛下烧结10小时，成最终陶瓷铁电 材料样品。所得样品在30kV/cm电场下电卡效应绝热溫变可达ATmgy=l.10K。
[0020] 实施例5，采用BaC〇3、Ti〇2、Yb2〇3、La2〇3为初始原料，按照化学式Ba。.9山曰。.oji。.97孔。.〇4〇3 称取并混合原料；W无水乙醇为介质，球磨8小时，80°C烘干，过200目筛，在1000°C下预 烧，保溫4小时，形成单一的巧铁矿相；将所得粉料二次球磨24小时、80°C干燥、过筛，加入 5%的聚乙締醇（PVA)作为粘结剂，研磨造粒，成型，在1400°C空气气氛下烧结10小时，成最 终陶瓷铁电材料样品。所得样品在30kV/cm电场下电卡效应绝热溫变可达ΔΤ"_=1.05Κ。
[0021] 本发明虽然只给出了五个实施例，但是实现本发明所掲示的原理的各种方式都被视为 在所附权利要求书的范围内。因此，本发明在不超出权利要求书限制的范围内不受限制。
【主权项】
1. 一种铁电制冷器用无铅铁电材料，其特征在于，是含稀土元素掺杂的钛酸钡陶瓷 材料，包含一种或多种稀土离子R3+取代，其中稀土离子钛酸钡晶格中进行A位取代一 (B&1L5xRx)Ti03、B位取代一BaOVThQ.75y)03以及A、B位同时取代一（BaiL5xRx) (R'Jha75y) 03〇2. 如权利要求1所述的无铅铁电材料，其特征在于，所述的取代稀土离子R包括镧、铈、 镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪和钇中的一种或多种不同元素的组合。3. 如权利要求1所述的无铅铁电材料，其特征在于，所述的稀土离子在钛酸钡中的掺 杂含量的成分区间为〇〈x，y< 〇. 3。4.如权利要求1所述的无铅铁电材料，其特征在于，所述材料电阻率达到10 11Ω·cm以 上，在-50°C~150°C的超宽温度范围内，电卡效应高于0. 20K·m/MV。5. -种制备权利要求1所述无铅铁电材料的方法，其特征在于，具体包括如下步骤： 1) 按化学计量比称取适量的初始原料BaC03、Ti02、R203 (R为本发明所述各种稀土离 子)，将原料球磨混合6-24小时，以无水乙醇或去离子水为介质； 2) 球磨后的浆料于70-KKTC烘干，过200目筛； 3)将过筛后的粉料置于高温电炉中于1000-1100°C预烧，保温2-6小时，获得纯净单 相的钙钛矿结构陶瓷粉末； 4) 将上述步骤所得粉料球磨混合4-48小时，以无水乙醇或去离子水为介质； 5)将球磨浆料于70-KKTC烘干，过筛200目，造粒，成型； 6)将上述步骤所得的成型样品在高温电炉中于1200-1500°C烧结0. 5-10小时，即得到 本发明所述的含稀土元素掺杂的钛酸钡陶瓷铁电材料。
【专利摘要】一种铁电制冷器用无铅铁电材料及其制备方法，属于电子陶瓷领域。该材料以钛酸钡陶瓷为基体材料，包含一种或多种稀土离子R3+取代，其中稀土离子钛酸钡晶格中可进行A位取代—(Ba1-1.5xRx)TiO3、B位取代—Ba(RyTi1-0.75y)O3以及A、B位同时取代—(Ba1-1.5xRx)(R’yTi1-0.75y)O3，其中R表示镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪和钇中的一种或多种不同稀土元素的组合。该材料的烧结致密度可达到98%以上，电阻率达到1011Ω?cm数量级以上，电卡效应高于0.20K?m/MV，电卡效应绝热温变峰在-50℃~150℃的超宽温度范围内连续可调，可满足铁电制冷器实际应用需求。
【IPC分类】C04B35/468
【公开号】CN105347786
【申请号】CN201510927019
【发明人】白洋, 韩飞, 谢思, 乔利杰
【申请人】北京科技大学
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年12月14日