[发明专利]一种钨青铜型单相多铁性陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种钨青铜型单相多铁性陶瓷材料及其制备方法，包括如下步骤：1.纯相的陶瓷粉体制备，将所有称量的粉体混合均匀形成全配料；将全配料依次进行球磨、烘干和过筛，形成过筛后的出料为纯相的陶瓷粉体；2.将纯相的陶瓷粉体通过冷等静压压块制成试样，并将制好的试样进行烧结得到烧结试样；3.依次打磨和清洗烧结试样，在打磨和清洗后的烧结试样正反两面均匀涂覆电极浆料，将涂覆电极的试样进行烧结得到与纯相的陶瓷粉体对应的钨青铜型单相多铁性陶瓷材料。本发明能够增强钨青铜型单相陶瓷的铁电性和铁磁性。本发明制备的钨青铜型陶瓷材料，可以提高陶瓷的纯度，改善陶瓷的晶粒形貌，使得陶瓷的多铁性能得到极大地改善。

技术领域

本发明涉及功能陶瓷材料，具体为一种钨青铜型单相多铁性陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

多铁性材料是指材料中包含两种及两种以上铁性材料的基本性能，这些铁性的基本性能包括铁电性(反铁电性)，铁磁性(反铁磁性、亚铁磁性) 和铁弹性。多铁性材料是一种集电性能与磁性能于一身的多功能材料。多铁性材料不但具备各种单一的铁性(如铁电性、铁磁性)，而且通过铁性的耦合复合协同作用，可以通过磁场控制电极化或者通过电场控制磁极化。它同时还具有一些新的效应，大大拓宽了铁性材料的应用范围。因为钨青铜型结构铁电体是仅次于钙铁矿型的第二大类铁电体，以其自身优异的铁电、压电、铁磁性等性能，被广泛应用于电容器、存储器、驱动器和探测器等领域，使得钨青铜型多铁材料的研究成为科学界的一股热潮。因而，钨青铜体系受到了人们的广泛关注，近年来，在钨青铜的铌酸盐体系中发现了一系列高介电常数(ε＝120～180)、低介电损耗(tanδ＝10^-4)的介电陶瓷。因此，人们开展了大量卓有成效的研究，合成了许多新的正交、四方晶系的钨青铜晶体。

就目前而言，几乎所有的钨青铜结构陶瓷是不具有铁磁性的，但在Ba_4-2xCa_2xSm₂Fe₂Nb₈O₃₀中B位元素加入Fe会因此往往会同时存在Fe²⁺和Fe³⁺，而这种混合价态金属粒子的出现就会引起材料中氧空位浓度的变化，进而影响材料的磁性能。并且在Ba_4-2xCa_2xSm₂Fe₂Nb₈O₃₀中A位元素加入Ca离子可通过调控A位离子的结构起伏来提高钨青铜陶瓷的铁电性能。目前，对于多铁性材料主要集中在多相复合材料和层状材料，但这些工艺常常配方复杂、过程复杂、反应周期长、反应条件要求较苛刻，制得产物物相复杂。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种钨青铜型单相多铁性陶瓷材料及其制备方法，方法工艺简单，产量大且节省能源，制得陶瓷具有较强的单相多铁性。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种钨青铜型单相多铁性陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤1，纯相的陶瓷粉体制备，其中，所述纯相的陶瓷粉体化学式为 Ba_4-2xCa_2xSm₂Fe₂Nb₈O₃₀，x＝0.2、0.4、0.6或0.8；分别按照摩尔比称量相应质量的BaCO₃、CaCO₃、Sm₂O₃、Fe₂O₃和Nb₂O₅粉体，将所有称量的粉体混合均匀形成全配料；将全配料依次进行球磨、烘干和过筛，形成过筛后的出料为纯相的陶瓷粉体；

步骤2，将纯相的陶瓷粉体通过冷等静压压块制成试样，并将制好的试样进行烧结得到烧结试样；