專利名稱：透明熱釋電陶瓷及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子工業(yè)中的光熱電器件、熱釋電探測(cè)器等元器件用的透明熱釋電陶瓷及其制備方法。
背景技術(shù)：
熱釋電陶瓷被廣泛應(yīng)用于紅外探測(cè)器，熱成像系統(tǒng)和熱電能量直接轉(zhuǎn)換等器件中，而透明電子陶瓷則被廣泛應(yīng)用于光電器件中。近年來(lái)，新型光熱電器件的開發(fā)使得透明熱釋電陶瓷受到越來(lái)越多的關(guān)注。但是目前已開發(fā)的此類材料較少，還難以滿足實(shí)際應(yīng)用需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為光熱電器件的開發(fā)提供一種新的具有良好熱釋電性能和良好透光率的透明熱釋電陶瓷及其制備方法。
本發(fā)明的透明熱釋電陶瓷，它的表達(dá)式為(1-x)PbO·x/2La2O3·0.90ZrO2·0.025TiO2·0.025ZnO·0.025Nb2O5，其中，0≤x≤0.02。
本發(fā)明的透明熱釋電陶瓷的制備方法，是采用放電等離子燒結(jié)法，步驟如下首先，將純度為99％以上的PbO，ZrO2，TiO2，ZnO，Nb2O5和La2O3按上述表達(dá)式的化學(xué)計(jì)量比稱量，用研缽研磨混合后在800℃下大氣氣氛中預(yù)燒1～3小時(shí)合成粉末，將粉末裝入石墨模具后，利用放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)在800～1000℃下真空中燒結(jié)得到致密的陶瓷燒結(jié)體，燒結(jié)體在空氣中800～1200℃下經(jīng)過(guò)1～3小時(shí)熱處理得到透明熱釋電陶瓷。
本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明的透明熱釋電陶瓷具有良好熱釋電性能以及在可見光區(qū)域具有高透過(guò)率。采用放電等離子燒結(jié)方法制備，工藝簡(jiǎn)單。本發(fā)明的透明熱釋電陶瓷，可用于光電器件或新型的熱光電器件，在電子工業(yè)領(lǐng)域有著極大的應(yīng)用價(jià)值。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。
發(fā)明的透明熱釋電陶瓷它的表達(dá)式為(1-x)PbO·x/2La2O3·0.90ZrO2·0.025TiO2·0.025ZnO·0.025Nb2O5，其中，0≤x≤0.02。
實(shí)施例
首先，將純度為99％以上的PbO，ZrO2，TiO2，ZnO，Nb2O5和La2O3按上述表達(dá)式的化學(xué)計(jì)量比稱量，用研缽研磨混合后在800℃下大氣氣氛中預(yù)燒1小時(shí)合成粉末。將粉末裝入圓柱形石墨模具后，利用放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)在900℃下真空中燒結(jié)得到致密的陶瓷燒結(jié)體，燒結(jié)體在空氣中900℃下經(jīng)過(guò)1小時(shí)熱處理得到透明熱釋電陶瓷。
試驗(yàn)表明，在800℃以下或1000℃以上進(jìn)行放電等離子燒結(jié)均不能得到致密的陶瓷，而在800℃以下或1200℃以上進(jìn)行熱處理將導(dǎo)致材料透光率的下降。
將實(shí)施例制得的圓柱形陶瓷樣品研磨至厚度為0.3mm并進(jìn)行兩面拋光后用分光光度計(jì)測(cè)量其在波長(zhǎng)為400nm～1000nm范圍內(nèi)的透光率。將圓柱形樣品兩端涂上銀電極后，在120℃的油浴中在3×106V/m的電場(chǎng)強(qiáng)度下極化20分鐘，放置24小時(shí)后用靜態(tài)法測(cè)試其在-20℃～80℃溫度范圍的熱釋電系數(shù)。
表1示出了構(gòu)成本發(fā)明的各成分含量以及在波長(zhǎng)700nm處的透光率和在25℃下的熱釋電系數(shù)與x的關(guān)系，制備方法如同上述實(shí)施例。
表1

由表1可知，在本發(fā)明的陶瓷體系中，隨著x值，即La2O3含量的增加，透光率增大，在x＝0.01附近達(dá)到最大，而后透光率隨著x的增大而減??；而樣品的熱釋電系數(shù)隨著x的增大單調(diào)減小，當(dāng)x＝0.01時(shí)樣品的熱釋電系數(shù)大于80nCcm-2K-1，仍可基本滿足實(shí)際應(yīng)用。
在本實(shí)施例的所有成分中，x＝0.01的成分具有最佳性能在700nm波長(zhǎng)處透光率為35％，在25℃時(shí)熱釋電系數(shù)為90nCcm-2K-1。
表1所示各成分含量，如采用傳統(tǒng)燒結(jié)方法燒結(jié)，則所制得的陶瓷在可見光區(qū)域的透光率幾乎為0。
權(quán)利要求
1.透明熱釋電陶瓷，其特征是它的表達(dá)式為(1-x)PbO·x/2La2O3·0.90ZrO2·0.025TiO2·0.025ZnO·0.025Nb2O5，其中，0≤x≤0.02。
2.權(quán)利要求1所述的透明熱釋電陶瓷的制備方法，其特征是步驟如下首先，將純度為99％以上的PbO，ZrO2，TiO2，ZnO，Nb2O5和La2O3按上述表達(dá)式的化學(xué)計(jì)量比稱量，用研缽研磨混合后在800℃下大氣氣氛中預(yù)燒1～3小時(shí)合成粉末，將粉末裝入石墨模具后，利用放電等離子燒結(jié)系統(tǒng)在800～1000℃下真空中燒結(jié)得到致密的陶瓷燒結(jié)體，燒結(jié)體在空氣中800～1200℃下經(jīng)過(guò)1～3小時(shí)熱處理得到透明熱釋電陶瓷。
全文摘要
本發(fā)明公開的透明熱釋電陶瓷的表達(dá)式為(1－x)PbO·x/2La
文檔編號(hào)C04B35/64GK1974482SQ20061015520
公開日2007年6月6日 申請(qǐng)日期2006年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月14日
發(fā)明者吳勇軍, 陳湘明 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)