[发明专利]一种高纯高致密的A/B位多离子共掺杂铁酸铋基陶瓷及其制备方法

权利要求书

1.一种高纯高致密的A/B位多离子共掺杂铁酸铋基陶瓷的制备方法，其特征在于一种高纯高致密的A/B位多离子共掺杂铁酸铋基陶瓷的制备方法是按以下步骤完成的：

一、称料：

①、按照化学通式Bi_1-xRe_xFe_1-yB_yO₃称取氧化铋、氧化铁、稀土氧化物和高价过渡金属氧化物粉体；其中0x≤0.3，0y≤0.1，x、y均为摩尔分数；

步骤一①中所述的稀土氧化物为氧化镨、氧化钕和氧化钐中一种或者几种的混合；

步骤一①中所述的高价过渡金属氧化物粉体为氧化钼、氧化锆和氧化钛中的一种或者几种的混合；

②、再次称取氧化铋：

步骤一②中称取的氧化铋与步骤一①中称取的氧化铋摩尔比为(0.01～0.1):1；

③、将步骤一①和步骤一②称取的氧化铋、氧化铁、稀土氧化物和过渡金属氧化物粉体放入球磨罐中，再加入球磨介质无水乙醇和磨球，使用高能行星球磨机磨球混合，得到球磨后的混合物；

二、将球磨后的混合物在真空度为-0.05MPa～-0.08MPa和温度为60℃～80℃的条件下真空减压恒温干燥12h～24h，再使用100目的筛子过筛，得到粒径小于100目的原料混合物；

三、素坯成型：

①、将粒径小于100目的原料混合物和粘结剂水溶液加入到玛瑙研钵中研磨造粒，再过150目～200目筛子，得到粒径为150目～200目的原料混合粉体；

步骤三①中所述的粘结剂水溶液为聚乙烯醇水溶液；所述的聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇与去离子水的质量比为(9～19):1；

步骤三①中所述的粒径小于100目的原料混合物与粘结剂水溶液中粘结剂的质量比为(19～49):1；

②、将粒径为150目～200目的原料混合粉体加入到直径为10mm～30mm的圆形钢制模具中，再在压力为400MPa～700MPa下保压，得到较致密的坯体；

③、将较致密的坯体以1℃/min～2℃/min的升温速率升温至200℃～300℃，再以0.5℃/min～1℃/min的升温速率升温至500℃～550℃，再在500℃～550℃下保温1h～2h，然后以5℃/min～10℃/min的降温速率降至室温，完成坯体排胶，得到排胶后的坯体；

四、陶瓷烧结：

首先在氧气气氛下将排胶后的坯体升温至850℃～900℃，再保温，然后降温至770℃～870℃，再保温，最后快速冷却至室温，得到高纯高致密的A/B位多离子共掺杂铁酸铋基陶瓷；

步骤四中首先在氧气气氛下将排胶后的坯体以10℃/min～30℃/min的升温速率从室温升温至850℃～900℃，再保温1min～10min，然后以10℃/min～30℃/min的降温速率降温至770℃～870℃，再保温1h～12h。

2.根据权利要求1所述的一种高纯高致密的A/B位多离子共掺杂铁酸铋基陶瓷的制备方法，其特征在于步骤一③中球料比为(10～15):1，球磨速度为200r/min～400r/min，球磨时间为12h～24h。

3.根据权利要求1所述的一种高纯高致密的A/B位多离子共掺杂铁酸铋基陶瓷的制备方法，其特征在于步骤三②所述的保压时间为3min～5min。

4.根据权利要求1所述的一种高纯高致密的A/B位多离子共掺杂铁酸铋基陶瓷的制备方法，其特征在于步骤四中最后以10℃/min～30℃/min的降温速率快速冷却至室温。