[发明专利]铁酸钴磁性厚膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电子材料与器件领域，具体涉及一种铁酸钴磁性厚膜的制备方法。

背景技术

在尖晶石结构的铁氧体中，由于尖晶石纳米铁氧体具有良好的磁性能而被广泛应用于信 息存储系统、医疗诊断技术、磁流体技术、磁致热和磁致冷等方面。

钴铁氧体CoFe₂O₄具有较高的磁晶各向异性、矫顽磁场、饱和磁化强度并且化学性能稳 定，因而可以利用CoFe₂O₄的这些性质制作功能器件。目前，磁电材料的研究主要集中在 CoFe₂O₄和NiFe₂O₄上。其中，铁酸钴(CoFe₂O₄，缩写为CFO)是一种具有高磁晶各向异性、 矫顽磁场和饱和磁化强度等优点的磁性材料，因而被广泛应用于电容器、传感器等领域。

与块体材料相比，膜材料由于尺寸小、质量轻所获得同样电磁场所需的驱动电压大大降 低。其中，厚膜材料较薄膜材料有更低的表面应力，使其磁学特性和抗老化能力得到保证。 此外，薄膜器件难以提供驱动器、传感器等器件所需要足够大的驱动力或位移。因此，制备 具有一定厚度的磁电厚膜材料目前已成为重要的研究工作。

目前研究和使用较多的厚膜的制备技术主要有丝网印刷、电泳沉积、流延及溶胶凝胶 法。电泳沉积以其成膜设备简单、成膜面积大、器件形状不受限制等优势而为人们所广泛 采用。到目前为止，采用电泳沉积方法制备铁酸钴磁性厚膜的文献未见报道，因而制备CFO 磁性厚膜具有理论和现实的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种铁酸钴磁性厚膜的制备方法。

本发明的技术原理：

本发明的电泳沉积方法是利用电泳动现象，即：胶体粒子或颗粒在外加电场作用下在分 散介质中作定向移动，达到电极基材后发生聚沉而形成较密集的微团结构的过程。利用水 热制备的CoFe₂O₄纳米粉体电泳沉积后经高温热处理制得CoFe₂O₄磁性厚膜。

本发明的铁酸钴磁性厚膜的制备方法包括以下步骤：

1)将铁酸钴分散在溶剂中制成浓度均匀的铁酸钴悬浮液；

2)将电极放置在分散好的铁酸钴悬浮液中，保持两极板平行；

3)在恒电场条件下，电泳沉积15～30min，获得铁酸钴磁性厚膜；

4)将电泳完毕后所得厚膜在100～300Mpa的压力条件下进行等静压处理；

5)将经过等静压处理的厚膜热处理30～60min。

步骤1)中，所述铁酸钴为铁酸钴纳米粉体，优选为颗粒粒径为70-80nm的铁酸钴纳米 粉体。

步骤1)中，所述溶剂为正丁醇、乙酰丙酮或者乙醇，优选为正丁醇。

步骤1)中，所述铁酸钴悬浮液的质量体积浓度为：5-10g/L。

步骤1)中，所述分散方法为超声分散。

步骤2)中，所述电极为铂金电极或者基片为氧化铝，外面镀有耐高温材料的电极。

步骤5)中，所述热处理的温度为1000℃～1350℃。

本发明的方法制备的磁性厚膜，具有较高的矫顽磁场和磁饱和强度，可应用于制备厚膜 电容，移相器，本发明的铁酸钴磁性厚膜与常规制备的磁性厚膜相比，具有更好的磁性能， 而且具有设备简单、成本低、成膜快、组分易于控制和可大规模制备膜材料的特点。

附图说明

图1是铁酸钴纳米粉体的激光粒度分析。

图2是沉积制备的磁性厚膜X射线衍射图谱(XRD).

图3是沉积制备的磁性厚膜的磁滞回线。

具体实施方式

实施例1

在铂金(Pt)基底上电泳复合沉积CFO的磁电厚膜：

A、所采用的化学原料为铁酸钴纳米粉体，溶剂为正丁醇，先分别称取铁酸钴粉体0.3g， 然后将粉体在60mL正丁醇溶液中搅拌10分钟，再超声分散20分钟形成混合均匀的悬浮 液(悬浮液浓度为5g/L)。

B、将所使用的恒流/恒压电源调至恒流状态，并保持10μA的恒定输出值。

C、将电泳沉积使用的铂金电极固定在电泳槽中，两极板间距为2cm，在电泳过程中始 终保持两极板平行。