一种熔体法生长锰方硼石单晶热释电材料的方法技术

本发明专利技术公开了一种熔体法生长锰方硼石单晶热释电材料的方法，所述方法包括：将锰方硼石晶体粉末置于石英管中，以5‑10℃/min的升温速率，升到950‑1050℃，保温2‑4h；然后在第一时间段内降温至700‑900℃，接着在第二时间段内降温至400‑500℃，之后炉冷，得到所述锰方硼石单晶热释电材料。本发明专利技术的熔体法生长锰方硼石单晶热释电材料的方法制备的锰方硼石单晶热释电材料，具有优异的热释电，且该方法制备成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种熔体法生长锰方硼石单晶热释电材料的方法
本专利技术涉及材料制备
，具体涉及一种熔体法生长锰方硼石单晶热释电材料的方法。
技术介绍
目前，熔体中生长晶体的技术从上世纪20年代时，熔体生长的主要方法陆续建立，焰熔法生长的宝石最先获得工业上的应用；40年代晶体管研制成功；60年代红宝石受激发射的发现；之后以单晶为基底的大规模集成电路、集成光路、铁电薄膜和超导薄膜的迅速发展，对单晶提出了更高要求，即大尺寸、高质量和多品种。熔体法随着时间推移，其生长的工艺日益成熟，对于存储、计算、通信、传感、激光和太阳能利用等现代化技术发展产生并将继续产生决定性的影响。电子学、光学等现代技术应用中所需要的单晶材料，大部分是用熔体生长方法制备的，例如Si、Ge、GaAs、GaP、LiNbO3、Nd：YAG，Nd、Cr:GSGG、Al2O3、LaAlO3等以及某些碱金属和碱土金属的卤族化合物等。现有的方法中，存在着制备方法繁琐，制备的锰方硼石单晶热释电性能差的缺陷。
技术实现思路
为此，本专利技术提供一种熔体法生长锰方硼石单晶热释电材料的方法。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：本专利技术提供一种熔体法生长锰方硼石单晶热释电材料的方法，所述方法包括：将锰方硼石晶体粉末置于石英管中，以5-10℃/min的升温速率，升到950-1050℃，保温2-4h；然后在第一时间段内降温至700-900℃，接着在第二时间段内降温至400-500℃，之后炉冷，得到所述锰方硼石单晶热释电材料。本专利技术的一个实施例中，所述第一时间段为9000-18000min。本专利技术的一个实施例中，所述第二时间段为3000-5000min。本专利技术的一个实施例中，所述锰方硼石晶体粉末的制备过程为：分别取一定质量的MnCl2·6H2O和Na2B4O7·10H2O放入烧杯中，加入去离子水，调节溶液的pH为5-7，将溶液烘干，得到混合物固体，将所述混合物固体研磨、压片后，以5-10℃/min升温速率速升到400-800℃，保温3-7h，炉冷，得到固体产物，所述固体产物经研磨、水洗、过滤、干燥、研磨，得到锰方硼石晶体粉末。本专利技术的一个实施例中，所述MnCl2·6H2O和Na2B4O7·10H2O的摩尔比为12:7。本专利技术的一个实施例中，所述保温时间为5h。本专利技术的一个实施例中，所述MnCl2·6H2O的质量为11.8716g，所述Na2B4O7·10H2O的质量为13.34795g。上述所述方法制备得到的锰方硼石单晶热释电材料。本专利技术具有如下优点：本专利技术的熔体法生长锰方硼石单晶热释电材料的方法制备的锰方硼石单晶热释电材料，具有优异的热释电，且该方法制备成本低。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
得能涵盖的范围内。图1为本专利技术实施例提供的利用XRD进行测定锰方硼石晶体粉末的XRD图谱；图2为本专利技术实施例提供的本专利技术的方法制备的锰方硼石单晶热释电材料产品照片图；图3为本专利技术实施例提供的锰方硼石单晶热释电材料的热释电系数图。具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1本实施例提供一种熔体法生长锰方硼石单晶热释电材料的方法，其包括以下步骤：步骤一、制备锰方硼石晶体粉末采用固相合成法，取11.8716gMnCl2·6H2O和13.34795gNa2B4O7·10H2O，将上述MnCl2·6H2O和Na2B4O7·10H2O分别放入烧杯并加入去离子水，并将二者混合均匀，得到溶液，调制溶液pH到5-7，放入烘箱烘干，得到混合物固体，将烘干后的混合物固体研磨、压片，放入坩埚，然后将坩埚放入马弗炉中，以升温速率为5℃/min，升到400℃下，进行煅烧，保温时间为3h，炉冷，得到固体产物，固体产物经研磨、水洗、过滤、干燥、研磨，得到锰方硼石晶体粉末。如图1所示，利用XRD进行测定锰方硼石晶体粉末的XRD图谱，图2为锰方硼石晶体粉末的热释电系数图。由图1可知，衍射峰尖锐验证为纯度很高的锰方硼石晶体粉末。步骤二、制备锰方硼石单晶热释电材料将制备的锰方硼石晶体粉末进行石英管封管生长晶体，以5℃/min升温速率，升到950℃，保温时间2-4h，在9000min降温至700℃，再利用3000min降温至400℃，之后炉冷，得到锰方硼石单晶热释电材料。如图2和图3所示，本实施例制备的锰方硼石单晶热释电材料大小约为2cm，呈粉红色，具有热释电这一优异性能，可开发为宝石，有益于人类身体健康。实施例2本实施例提供一种熔体法生长锰方硼石单晶热释电材料的方法，其包括以下步骤：步骤一、制备锰方硼石晶体粉末采用固相合成法，取23.7504gMnCl2·6H2O和26.6959gNa2B4O7·10H2O，将上述MnCl2·6H2O和Na2B4O7·10H2O分别放入烧杯并加入去离子水，并将二者混合均匀，得到溶液，调制溶液pH到5-7，放入烘箱烘干，得到混合物固体，将烘干后的混合物固体研磨、压片，放入坩埚，然后将坩埚放入马弗炉中，以升温速率为8℃/min，升到600℃下，进行煅烧，保温时间为5h，炉冷，得到固体产物，固体产物经研磨、水洗、过滤、干燥、研磨，得到锰方硼石晶体粉末。步骤二、制备锰方硼石单晶热释电材料将制备的锰方硼石晶体粉末进行石英管封管生长晶体，以8℃/min升温速率，升到1000℃，保温时间3h，在10000min降温至800℃，再利用4000min降温至450℃，之后炉冷，得到锰方硼石单晶热释电材料。实施例3本实施例提供一种熔体法生长锰方硼石单晶热释电材料的方法，其包括以下步骤：步骤一、制备锰方硼石晶体粉末采用固相合成法，取35.6256gMnCl2·6H2O和40.0439gNa2B4O7·10H2O，将上述MnCl2·6H2O和Na2B4O7·10H2O分别放入烧杯并加入去离子水，并将二者混合均匀，得到溶液，调制溶液pH到5-7，放入烘本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种熔体法生长锰方硼石单晶热释电材料的方法，其特征在于，所述方法包括：将锰方硼石晶体粉末置于石英管中，以5-10℃/min的升温速率，升到950-1050℃，保温2-4h；/n然后在第一时间段内降温至700-900℃，接着在第二时间段内降温至400-500℃，之后炉冷，得到所述锰方硼石单晶热释电材料。/n

【技术特征摘要】
1.一种熔体法生长锰方硼石单晶热释电材料的方法，其特征在于，所述方法包括：将锰方硼石晶体粉末置于石英管中，以5-10℃/min的升温速率，升到950-1050℃，保温2-4h；
然后在第一时间段内降温至700-900℃，接着在第二时间段内降温至400-500℃，之后炉冷，得到所述锰方硼石单晶热释电材料。


2.如权利要求1所述的熔体法生长锰方硼石单晶热释电材料的方法，其特征在于，
所述第一时间段为9000-18000min。


3.如权利要求1所述的熔体法生长锰方硼石单晶热释电材料的方法，其特征在于，
所述第二时间段为3000-5000min。


4.如权利要求1所述的熔体法生长锰方硼石单晶热释电材料的方法，其特征在于，
所述锰方硼石晶体粉末的制备过程为：
分别取一定质量的MnCl2·6H2O和Na2B4O7·10H2O放入烧杯中，加入去离子水...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵长春，郭杰森，孙瑞锦，孟德忠，马宇欣，张泽宇，陈飞，刘天明，汪强强，武岳彤，侯东旭，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：北京;11