[发明专利]一种铁酸钇流延素坯膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料学领域，涉及一种陶瓷的制备工艺，具体来说是一种铁酸钇流延素坯膜的制备方法。

背景技术

随着光通信技术向高速、大容量方向发展，光路及光纤中反射光的干扰已经成为一个需要解决的重要问题。光隔离器即是用来隔离反向光干扰的一种光无源器件，是现代光通信技术等领域中不可缺少的关键器件之一，它能使正向传输光没有阻挡地通过，而阻断光反向传输，它用来消除或抑制光纤通信、光信息处理和各种测量系统中产生的反射光引起的寄生震荡而导致的输出光频率不稳定现象的出现，对整个光通信系统的正常运行起着至关重要的作用。光隔离器核心部件法拉第转子材料的磁光性能直接关系到器件隔离度和信息传输质量。

目前，研究最多的磁光晶体是石榴石结构的Y₃Fe₅O₁₂（YIG），但是，YIG晶体的法拉第旋转角度较小（11.5μm处180deg/cm），饱和磁化强度较高，不利于器件的小型化和集成化，因此人们不断探索新的磁光材料。近几年YFeO₃材料受到了人们的广泛关注。DidosyanY.S.等人的初步研究表明：YFeO₃与YIG相比，有（在可见光和近红外区）高的磁光优质，低的饱和磁化强度，高的居里温度，矫顽力可控（可以从0.01变到几百Oe），磁畴宽度大，运动范围广且速度快，可达20km/s，可适用于可见光和红外波段的法拉第器件上。基于上述特性，YFeO₃晶体在器件上的应用比YIG更具优势，具有很好的发展前景。然而，由于YFeO₃特殊的结构及特性，晶体的生长比较困难，且成本较高，使得YFeO₃不能得到普遍应用。

众所周知，陶瓷材料是由很多微小的晶粒所组成，晶粒在陶瓷内部呈无规则排列，因此陶瓷材料没有各向异性。为了使陶瓷的性能也具有各向异性，在陶瓷的制备过程中可以通过施加不同的外加条件使陶瓷晶粒沿某一方向排列，或在某一方向上取向度增大，使晶粒的排列尽可能类似单晶，即为陶瓷的织构化。通过对陶瓷进行织构化，可以使陶瓷在某些方向上的性能得到增强，甚至可能接近于单晶同一方向的性能。而且陶瓷制备比单晶容易，且成本也较低，因此，织构化陶瓷有望代替单晶材料在器件上的应用。模板晶粒生长技术是一种新型的控制陶瓷显微结构的技术。该技术是在精细粉体中加入模板晶粒，然后利用流延和挤压的方法使模板晶粒在剪切力作用下按一定方向排列，热处理过程中，在粉体表面自由能和界面曲率驱动力的共同作用下，基体沿着模板方向生长，最终获得晶粒定向排列的织构化陶瓷。织构化陶瓷的制备中，流延素坯膜的制备是最为关键的一步。但是目前尚未见到铁酸钇流延素坯膜及其制备方法的报道。

发明内容

针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种铁酸钇流延素坯膜的制备方法，所述的这种铁酸钇流延素坯膜的制备方法解决了现有技术中由于YFeO₃晶体的生长比较困难，且成本较高，使得YFeO₃不能得到普遍应用的技术问题。

本发明提供了一种铁酸钇流延素坯膜的制备方法，包括以下步骤：

（1）、将粒径为80-100nm的YFeO₃基体粉料、化学试剂1、化学试剂2和化学试剂3和去离子水加入球磨罐中球磨混合并用氨水调节pH值为9.5-11，最后加入YFeO₃模板晶粒，再进行球磨混合，球料质量比为3-5:1,即得YFeO₃浆料；所述的化学试剂1为聚丙烯酸、聚乙烯吡咯烷酮、或者磷脂酸铵盐中的任意一种，所述的化学试剂1的用量为YFeO₃基体粉料和YFeO₃模板晶粒总质量的0.1-1%；所述的化学试剂2为质量百分比浓度为25%的聚乙烯醇水溶液、纯丙乳酸液、或者苯丙乳液中的任意一种，所述的化学试剂2的用量为YFeO₃基体粉料和YFeO₃模板晶粒总质量的20-40%；所述的化学试剂3为聚乙二醇、丙三醇、或者乙二醇中的任意一种，所述的化学试剂3的用量为YFeO₃基体粉料和YFeO₃模板晶粒总质量的5-8%；所述的YFeO₃基体粉料、YFeO₃模板晶粒和去离子水的量，按质量百分比计算，YFeO₃基体粉料占50-60%，YFeO₃模板晶粒占5-10%，余下为去离子水。