[发明专利]一种提高BiFeO3陶瓷块体材料多铁性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种提高陶瓷块体材料多铁性能的制备方法。

背景技术

BiFeO₃(BFO)是一种多铁的陶瓷块体材料，即在同一状态下同时具有两个或全部的三个特性铁磁性、铁电性、铁弹性的材料，近年来，BFO作为少数在室温下同时具有铁电性和磁性的材料之一，引起人们越来越多的关注，但是BFO以块体形式存在时，漏电流非常大，甚至都无法测试到铁电性能，且制备过程中容易产生杂质相，现有BFO材料的铁电性能较差。

发明内容

本发明为了解决现有BiFeO₃陶瓷块体材料漏电流大、铁电性能差的问题的问题，而提供了一种提高BiFeO₃陶瓷块体材料多铁性能的方法。

本发明提高BiFeO₃陶瓷块体材料多铁性能的方法按照以下步骤进行：一、依照化学式Bi_yFe_(1-x)Ti_xO₃按y∶1-x∶x的摩尔比分别称取纯度为99.99％的Bi₂O₃、纯度为99.99％的Fe₂O₃和纯度为99.99％的TiO₂，混合得到配料粉，其中0＜x＜0.3，1＜y＜1.3；二、将配料粉置于球磨罐中球磨60h至配料粉的粒径为0.8～1.2μm；三、将球磨后的粉末压成直径为8～12mm、厚度为1.5～2.5mm的圆片，每个圆片的重量为0.95～1.1g；四、将步骤三的圆片放入陶瓷坩埚中，再将陶瓷坩埚置于烧结炉中进行烧结，以12～18℃/min速率升温至烧结炉内的温度为750～900℃，保温0.5h，然后随炉冷却至室温即提高了BiFeO₃陶瓷块体材料的多铁性能。

本发明方法向BiFeO₃材料中掺杂Ti元素，有效的改变BiFeO₃扭曲的菱形钙钛矿结构，本发明方法在制作过程中无杂相产生，通过XRD图谱的分析可知，本发明制作通过Ti掺杂得到BiFeO₃陶瓷块体材料为单向块体，提高了BiFeO₃陶瓷块体材料的多铁性能，本发明的方法制作得到Ti掺杂BiFeO₃陶瓷块体材料的磁性能和铁电性能好，本发明的方法制作得到BiFeO₃陶瓷块体材料铁电性能好，无漏电现象。

附图说明

图1为具体实施方式九制作的Bi_1.1Fe_0.9Ti_0.1O₃陶瓷块体材料XRD图；图2是未掺杂Ti的Bi_1.1Fe_0.9O₃陶瓷块体材料的XRD图；图3为具体实施方式十四制作得到的Bi_1.1Fe_0.9Ti_0.1O₃陶瓷块体材料的磁化强度与磁场强度关系示意图；图4为具体实施方式十四制作的Bi_1.1Fe_0.9Ti_0.1O₃陶瓷块体材料XRD图；图5为具体实施方式十八制作的Bi_1.1Fe_0.95Ti_0.05O₃陶瓷块体材料XRD图；图6为具体实施方式二十五制作的Bi_1.1Fe_0.85Ti_0.15O₃陶瓷块体材料XRD图。

具体实施方式

本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。