一种镍掺杂镧钙锰氧多晶陶瓷靶材

技术领域

本发明属于电子陶瓷技术领域，具体涉及一种镍掺杂镧钙锰氧多晶陶瓷靶材。

背景技术

随着科技的发展，强关联电子材料在新型功能材料中扮演着越来越重要的角色。钙钛矿锰氧化物是强关联电子材料中的重要分支，具有独特的物理性能，如金属绝缘体转变和巨磁阻效应等。其中金属绝缘体转变是指材料具有一个金属绝缘体转变温度(T

Transport Properties of Transitional Metal(Ni

发明内容

针对上述现有技术的缺点，本发明提出一种镍掺杂镧钙锰氧多晶陶瓷靶材。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种镍掺杂镧钙锰氧多晶陶瓷靶材的化学式为La

所述镍掺杂镧钙锰氧多晶陶瓷靶材的制备方法包括如下步骤：

(1)按照镍掺杂镧钙锰氧多晶陶瓷靶材的化学式，将硝酸镧、硝酸钙、硝酸锰、硝酸镍和柠檬酸加入到甲醇溶剂中混合均匀得到体系A，将体系A搅拌至固体全部溶解得到混合溶液B；

(2)在混合溶液B中加入乙二醇得到混合溶液C；

(3)将混合溶液C置于温度为80～90℃条件下搅拌恒温处理至混合溶液C转变成湿凝胶D；

(4)将湿凝胶D干燥、研磨得到凝胶粉，凝胶粉预烧处理得到纳米级的前驱体粉末E；

(5)将纳米级的前驱体粉末E研磨并压制成型，再进行二次焙烧即得La

作为本发明的优选实施方案，所述硝酸镍与柠檬酸的摩尔比为x：4-5，其中0＜x＜0.05。

作为本发明的优选实施方案，所述甲醇与硝酸镧的摩尔比为154-155：1。

作为本发明的优选实施方案，所述乙二醇与硝酸镧的摩尔比为6-7：1。

作为本发明的优选实施方案，所述步骤(4)中，干燥的温度为140-180℃，时间为8-12小时。

作为本发明的优选实施方案，所述步骤(4)中，预烧处理具体为：将凝胶粉在1.5～2h内匀速升温至200℃，再在1.5～2h匀速升温至温度为400℃保温0.5h，最后在0.5～1h内升温至温度为500℃保持8h，之后自然降温至室温。

作为本发明的优选实施方案，所述步骤(5)中，二次焙烧具体包括：在200min匀速升温至600℃，再在213min内匀速升温至温度为1450℃，保温12h，之后在188min内匀速降温至温度为700℃。

本发明Ni掺杂镧钙锰氧多晶陶瓷靶材的原理是：

本发明所述La

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明采用溶胶凝胶法，将Ni掺杂在La

附图说明

图1为本发明实施例1-4和对比例1-2所制备的La

图2为本发明实施例1-4和对比例1-2所制备的La

图3为本发明实施例1所制备的La

图4为本发明实施例1所制备的La

图5为本发明实施例1所制备的La

图6为本发明实施例1-4和对比例1-2所制备的La

图中，0为对比例1所制备的La

具体实施方式

为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1

一种La

(1)将硝酸镧、硝酸钙、硝酸锰、硝酸镍和柠檬酸加入到50mL甲醇溶剂中混合均匀得到体系A；其中硝酸镧、硝酸钙、硝酸锰、硝酸镍和柠檬酸的摩尔比为0.67:0.33:0.97:0.03:4.67，甲醇作为胶体螯合的溶剂，甲醇与硝酸镧的摩尔比为154：1。

(2)将体系A搅拌至固体全部溶解得到混合溶液B，再将3mL乙二醇逐滴滴加到混合溶液B中得到混合溶液C；其中乙二醇作为分散剂，柠檬酸为螯合剂，所述乙二醇与硝酸镧的摩尔比为6：1。

(3)将步骤(2)混合溶液C置于温度为88℃条件下搅拌恒温处理，溶剂缓慢蒸发至混合溶液C转变成湿凝胶D；其中搅拌过程中搅拌速率在溶胶变黏稠时逐渐变慢。

(4)将步骤(3)湿凝胶D置于温度为140℃条件下干燥12h，研磨得到凝胶粉，凝胶粉预烧处理得到纳米级的前驱体粉末E；其中预烧的方法为将凝胶粉在100min内匀速升温至200℃，再在100min匀速升温至温度为400℃后保温0.5h，最后在0.5h内升温至温度为500℃保持8h，之后自然降温至室温。

(5)将步骤(4)纳米粉体E混合研磨并成型，再进行二次焙烧即得La

由图3可知，La

由图4可知，La

由图5可知，La

由图1、2和6可知，本实施例的La

实施例2

一种La

(1)将硝酸镧、硝酸钙、硝酸锰、硝酸镍和柠檬酸加入到50mL甲醇溶剂中混合均匀得到体系A；其中硝酸镧、硝酸钙、硝酸锰、硝酸镍和柠檬酸的摩尔比为0.67:0.33:0.99:0.01:4.67，甲醇作为胶体螯合的溶剂，甲醇与硝酸镧的摩尔比为154：1。

(2)将体系A搅拌至固体全部溶解得到混合溶液B，再将3mL乙二醇逐滴滴加到混合溶液B中得到混合溶液C；其中乙二醇作为分散剂，柠檬酸为螯合剂，所述乙二醇与硝酸镧的摩尔比为6：1。

(3)将步骤(2)混合溶液C置于温度为88℃条件下搅拌恒温处理，溶剂缓慢蒸发至混合溶液C转变成湿凝胶D；其中搅拌过程中搅拌速率在溶胶变黏稠时逐渐变慢。

(4)将步骤(3)湿凝胶D置于温度为140℃条件下干燥12h，研磨得到凝胶粉，凝胶粉预烧处理得到纳米级的前驱体粉末E；其中预烧的方法为将凝胶粉在100min内匀速升温至200℃，再在100min匀速升温至温度为400℃后保温0.5h，最后在0.5h内升温至温度为500℃保持8h，之后自然降温至室温。

(5)将步骤(4)纳米粉体E混合研磨并成型，再进行二次焙烧即得La

由图1-2和6可知，本实施例的La

实施例3

一种La

(1)将硝酸镧、硝酸钙、硝酸锰、硝酸镍和柠檬酸加入到甲醇溶剂中混合均匀得到体系A；其中硝酸镧、硝酸钙、硝酸锰、硝酸镍和柠檬酸的摩尔比为0.67:0.33:0.98:0.02:4.67，甲醇作为胶体螯合的溶剂，甲醇与硝酸镧的摩尔比为154：1。

(2)将体系A搅拌至固体全部溶解得到混合溶液B，再将乙二醇逐滴滴加到混合溶液B中得到混合溶液C；其中乙二醇作为分散剂，柠檬酸为螯合剂，所述乙二醇与硝酸镧的摩尔比为6：1。

(3)将步骤(2)混合溶液C置于温度为88℃条件下搅拌恒温处理，溶剂缓慢蒸发至混合溶液C转变成湿凝胶D；其中搅拌过程中搅拌速率在溶胶变黏稠时逐渐变慢。

(4)将步骤(3)湿凝胶D置于温度为140℃条件下干燥12h，研磨得到凝胶粉，凝胶粉预烧处理得到纳米级的前驱体粉末E；其中预烧的方法为将凝胶粉在100min内匀速升温至200℃，再在100min匀速升温至温度为400℃后保温0.5h，最后在0.5h内升温至温度为500℃保持8h，之后自然降温至室温。

(5)将步骤(4)纳米粉体E混合研磨并成型，再进行二次焙烧即得La

由图1-2和6可知，本实施例的La

实施例4

一种La

(1)将硝酸镧、硝酸钙、硝酸锰、硝酸镍和柠檬酸加入到甲醇溶剂中混合均匀得到体系A；其中硝酸镧、硝酸钙、硝酸锰、硝酸镍和柠檬酸的摩尔比为0.67:0.33:0.96:0.04:4.67，甲醇作为胶体螯合的溶剂，甲醇与硝酸镧的摩尔比为155：1。

(2)将体系A搅拌至固体全部溶解得到混合溶液B，再将乙二醇逐滴滴加到混合溶液B中得到混合溶液C；其中乙二醇作为分散剂，柠檬酸为螯合剂，所述乙二醇与硝酸镧的摩尔比为6：1。

(3)将步骤(2)混合溶液C置于温度为88℃条件下搅拌恒温处理，溶剂缓慢蒸发至混合溶液C转变成湿凝胶D；其中搅拌过程中搅拌速率在溶胶变黏稠时逐渐变慢。

(4)将步骤(3)湿凝胶D置于温度为140℃条件下干燥12h，研磨得到凝胶粉，凝胶粉预烧处理得到纳米级的前驱体粉末E；其中预烧的方法为将凝胶粉在100min内匀速升温至200℃，再在100min匀速升温至温度为400℃后保温0.5h，最后在0.5h内升温至温度为500℃保持8h，之后自然降温至室温。

(5)将步骤(4)纳米粉体E混合研磨并成型，再进行二次焙烧即得La

由图1-2和6可知，本实施例的La

对比例1

一种La

(1)将硝酸镧、硝酸钙、硝酸锰、硝酸镍和柠檬酸加入到甲醇溶剂中混合均匀得到体系A；其中硝酸镧、硝酸钙、硝酸锰、硝酸镍和柠檬酸的摩尔比为0.67:0.33:1:4.67，甲醇作为胶体螯合的溶剂，甲醇与硝酸镧的摩尔比为154：1。

(2)将体系A搅拌至固体全部溶解得到混合溶液B，再将乙二醇逐滴滴加到混合溶液B中得到混合溶液C；其中乙二醇作为分散剂，柠檬酸为螯合剂，所述乙二醇与硝酸镧的摩尔比为6：1。

(3)将步骤(2)混合溶液C置于温度为88℃条件下搅拌恒温处理，溶剂缓慢蒸发至混合溶液C转变成湿凝胶D；其中搅拌过程中搅拌速率在溶胶变黏稠时逐渐变慢。

(4)将步骤(3)湿凝胶D置于温度为140℃条件下干燥12h，研磨得到凝胶粉，凝胶粉预烧处理得到纳米级的前驱体粉末E；其中预烧的方法为将凝胶粉在100min内匀速升温至200℃，再在100min匀速升温至温度为400℃后保温0.5h，最后在0.5h内升温至温度为500℃保持8h，之后自然降温至室温。

(5)将步骤(4)纳米粉体E混合研磨并成型，再进行二次焙烧即得La

由图1-2和6可知，本对比例的La

对比例1与实施例相比，峰值磁阻温度系数(MR)显著降低，是因为La

对比例2

一种La

(1)将硝酸镧、硝酸钙、硝酸锰、硝酸镍和柠檬酸加入到甲醇溶剂中混合均匀得到体系A；其中硝酸镧、硝酸钙、硝酸锰、硝酸镍和柠檬酸的摩尔比为0.67:0.33:0.95:0.05:4.67，甲醇作为胶体螯合的溶剂，甲醇与硝酸镧的摩尔比为154：1。

(2)将体系A搅拌至固体全部溶解得到混合溶液B，再将乙二醇逐滴滴加到混合溶液B中得到混合溶液C；其中乙二醇作为分散剂，柠檬酸为螯合剂，所述乙二醇与硝酸镧的摩尔比为6：1。

(3)将步骤(2)混合溶液C置于温度为88℃条件下搅拌恒温处理，溶剂缓慢蒸发至混合溶液C转变成湿凝胶D；其中搅拌过程中搅拌速率在溶胶变黏稠时逐渐变慢。

(4)将步骤(3)湿凝胶D置于温度为140℃条件下干燥12h，研磨得到凝胶粉，凝胶粉预烧处理得到纳米级的前驱体粉末E；其中预烧的方法为将凝胶粉在100min内匀速升温至200℃，再在100min匀速升温至温度为400℃后保温0.5h，最后在0.5h内升温至温度为500℃保持8h，之后自然降温至室温。

(5)将步骤(4)纳米粉体E混合研磨并成型，再进行二次焙烧即得La

由图1-2和6可知，本对比例的La

对比例2与实施例相比，峰值磁阻温度系数(MR)显著降低，是因为La

对比例3

一种La

(1)将硝酸镧、硝酸钙、硝酸锰和柠檬酸加入到50mL甲醇溶剂中混合均匀得到体系A；其中硝酸镧、硝酸钙、硝酸锰、硝酸镍和柠檬酸的摩尔比为0.67:0.33:1:4.67，甲醇作为胶体螯合的溶剂，甲醇与硝酸镧的摩尔比为154：1。

(2)将体系A搅拌至固体全部溶解得到混合溶液B，再将3mL乙二醇逐滴滴加到混合溶液B中得到混合溶液C；其中乙二醇作为分散剂，柠檬酸为螯合剂，所述乙二醇与硝酸镧的摩尔比为6：1。

(3)将步骤(2)混合溶液C置于温度为88℃条件下搅拌恒温处理，溶剂缓慢蒸发至混合溶液C转变成湿凝胶D；其中搅拌过程中搅拌速率在溶胶变黏稠时逐渐变慢。

(4)将步骤(3)湿凝胶D置于温度为140℃条件下干燥12h，研磨得到凝胶粉，凝胶粉预烧处理得到纳米级的前驱体粉末E；其中预烧的方法为将凝胶粉在100min内匀速升温至200℃，再在100min匀速升温至温度为400℃后保温0.5h，最后在0.5h内升温至温度为500℃保持8h，之后自然降温至室温。

(5)将步骤(4)纳米粉体E与镍粉末，按照La

本对比例的La

对比例3与实施例相比，峰值磁阻温度系数(MR)显著降低，是因为使用溶胶凝胶法制备的La

对比例4

一种La

(1)将硝酸镧、硝酸钙、硝酸锰、硝酸镍和柠檬酸加入到50mL甲醇溶剂中混合均匀得到体系A；其中硝酸镧、硝酸钙、硝酸锰、硝酸镍和柠檬酸的摩尔比为0.67:0.33:0.99:0.01:4.67，甲醇作为胶体螯合的溶剂，甲醇与硝酸镧的摩尔比为154：1。

(2)将体系A搅拌至固体全部溶解得到混合溶液B，再将3mL乙二醇逐滴滴加到混合溶液B中得到混合溶液C；其中乙二醇作为分散剂，柠檬酸为螯合剂，所述乙二醇与硝酸镧的摩尔比为6：1。

(3)将步骤(2)混合溶液C置于温度为88℃条件下搅拌恒温处理，溶剂缓慢蒸发至混合溶液C转变成湿凝胶D；其中搅拌过程中搅拌速率在溶胶变黏稠时逐渐变慢。

(4)将步骤(3)湿凝胶D置于温度为140℃条件下干燥12h，研磨得到凝胶粉，凝胶粉预烧处理得到纳米级的前驱体粉末E；其中预烧的方法为将凝胶粉在100min内匀速升温至200℃，再在100min匀速升温至温度为400℃后保温0.5h，最后在0.5h内升温至温度为500℃保持8h，之后自然降温至室温。

(5)将步骤(4)纳米粉体E混合研磨并成型，在1450℃进行二次焙烧12h，之后自然降温至室温，得到La

本对比例的La

对比例4与实施例相比，峰值磁阻温度系数(MR)显著降低，是因为La

对比例5

一种La

(1)将硝酸镧、硝酸钙、硝酸锰、硝酸镍和柠檬酸加入到50mL甲醇溶剂中混合均匀得到体系A；其中硝酸镧、硝酸钙、硝酸锰、硝酸镍和柠檬酸的摩尔比为0.67:0.33:0.99:0.01:4.67，甲醇作为胶体螯合的溶剂，甲醇与硝酸镧的摩尔比为154：1。

(2)将体系A搅拌至固体全部溶解得到混合溶液B，再将3mL乙二醇逐滴滴加到混合溶液B中得到混合溶液C；其中乙二醇作为分散剂，柠檬酸为螯合剂，所述乙二醇与硝酸镧的摩尔比为6：1。

(3)将步骤(2)混合溶液C置于温度为88℃条件下搅拌恒温处理，溶剂缓慢蒸发至混合溶液C转变成湿凝胶D；其中搅拌过程中搅拌速率在溶胶变黏稠时逐渐变慢。

(4)将步骤(3)湿凝胶D置于温度为140℃条件下干燥12h，研磨得到凝胶粉，凝胶粉预烧处理得到纳米级的前驱体粉末E；其中预烧的方法为将凝胶粉在260min内匀速升温至温度为500℃保持8h，之后自然降温至室温。

(5)将步骤(4)纳米粉体E混合研磨并成型，再进行二次焙烧即得La

本对比例的La

对比例5与实施例相比，峰值磁阻温度系数(MR)显著降低，是因为La

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。