CN101209921A - 单相y掺杂铁酸铋磁电陶瓷的制备方法 - Google Patents

单相y掺杂铁酸铋磁电陶瓷的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101209921A
CN101209921A CNA2007101440935A CN200710144093A CN101209921A CN 101209921 A CN101209921 A CN 101209921A CN A2007101440935 A CNA2007101440935 A CN A2007101440935A CN 200710144093 A CN200710144093 A CN 200710144093A CN 101209921 A CN101209921 A CN 101209921A
Authority
CN
China
Prior art keywords
phase
preparation
bismuth ferrate
doping bismuth
magnetoelectric ceramic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2007101440935A
Other languages
English (en)
Inventor
熊兆贤
冯保林
薛昊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xiamen University
Original Assignee
Xiamen University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xiamen University filed Critical Xiamen University
Priority to CNA2007101440935A priority Critical patent/CN101209921A/zh
Publication of CN101209921A publication Critical patent/CN101209921A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

单相Y掺杂铁酸铋磁电陶瓷的制备方法，涉及一种磁电陶瓷。提供一种可有效抑制杂相的生成，提高样品的绝缘性能，生产工艺简单，重现性好，成本低廉的单相Y掺杂铁酸铋磁电陶瓷的制备方法。单相Y掺杂铁酸铋磁电陶瓷的化学分子式为：Bi1－xYxFeO3，其中：0≤x≤0.1。将原料氧化铋、氧化钇和氧化铁，按配方通式Bi1－xYxFeO3(0≤x≤0.1)配成混合料，球磨后所得的浆料烘干，预烧；预烧后的粉料再次球磨，烘干后加入聚乙烯醇造粒，过筛后干压成型，烧结后保温。

Description

单相Y掺杂铁酸铋磁电陶瓷的制备方法
技术领域
本发明涉及一种磁电陶瓷，尤其是涉及一种单相Y掺杂铁酸铋磁电陶瓷的制备方法。
背景技术
近年来铁磁电材料引起了人们极大的兴趣，它同时具有铁电性和铁磁性，可由电场诱导产生磁化，磁场也可诱发电极化，此性质被称为磁电效应，这种磁和电的相互控制性质，在信息存储、自旋电子器件、磁传感器及电容-电感一体化器件方面，都有极其重要的应用前景。例如，利用材料的磁电耦合效应，可以将复杂的磁场信号转换成易于测量的电信号，有效监测磁场的变化情况，可以替代目前广为应用的霍尔探头。此外，依据磁和电的相互控制作用，有可能设计出用快速电极化诱导快速的磁化反转的磁-光盘以取代现有的慢速磁读写记忆材料，该材料既具有传统的铁电材料快速读写的优点，又能克服铁电材料在极化反转中因为电畴钉扎而产生的疲劳现象，可能成为一种集铁电材料和磁性材料优点于一身的性能优良的新型记忆材料。同时，由于铁电性和铁磁性的共存，使得这种材料同时具有高的介电常数和磁导率，利用此特性可以制成高电容和大电感一体化的电子元器件，为减少高密度电路板上的器件数量，解决感性器件和容性器件的相互干扰问题提供新的思路。另外，该材料的电与磁性参数的耦合也为其在自旋电子器件方面的应用提供了可能，这种序参数的耦合在基础物理方面也具有极其重要的意义。
铁酸铋(BiFeO3)是少数在室温下同时具有铁电性和铁磁性的材料之一，属于R3c空间点群，居里温度为830℃，三角钙钛矿结构扭曲变形而致铁电性，在尼尔温度370℃以下呈G型反铁磁有序。虽然很早就发现BiFeO3中共存的铁电性及铁磁性，但是由于大的漏导使其铁电性无法准确测量，同时室温下磁性较弱，这些特点大大地限制了其应用。
传统的固相反应法制备的BiFeO3陶瓷常常伴有Bi2Fe4O9和Bi36Fe2O57等相，很难制备出单相的BiFeO3陶瓷。为此很多研究组在制备单相的、绝缘性能良好的、铁电性质优异的BiFeO3陶瓷方面展开了大量的工作，取得了一定的进展。M.Mahesh等人(M.Mahesh Kumar，etal.Applied Physics Letters(应用物理通讯)76，2764(2004))先采用传统的固相反应法制备含有杂相的的BiFeO3陶瓷，然后用稀硝酸清洗其中的杂相，从而得到单相的BiFeO3陶瓷。南京大学张善涛等(中国专利，公开号CN 1686932A)对烧结的BiFeO3陶瓷进行快速冷却处理，采用淬火法制备单相BiFeO3陶瓷。Palkar等(V.R.Palkar，D.C.Kundaliya，and S.K.Malik，Effect of Mn substitution on magnetoelectric properties of bismuthferrite system.J.Appl.Phys.2003，93(7)4337-4339)对BiFeO3陶瓷进行了La掺杂，取得了一定的效果。。然而Y掺杂BiFeO3陶瓷还未见报道，Y3+与Bi3+离子半径相近，磁性较强，为制备单相Y掺杂BiFeO3磁电陶瓷提供了可能。
发明内容
本发明的目的是提供一种可有效抑制杂相的生成，提高样品的绝缘性能，生产工艺简单，重现性好，成本低廉的单相Y掺杂铁酸铋(BiFeO3)磁电陶瓷的制备方法。
本发明所述的单相Y掺杂铁酸铋磁电陶瓷的化学分子式为：Bi1-xYxFeO3，其中：0≤x≤0.1。
本发明所述的单相Y掺杂铁酸铋磁电陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
1)将原料氧化铋(Bi2O3)、氧化钇(Y2O3)和氧化铁(Fe2O3)，按配方通式Bi1-xYxFeO3(0≤x≤0.1)配成混合料，球磨后所得的浆料烘干，预烧；
2)预烧后的粉料再次球磨，烘干后加入聚乙烯醇(PVA)造粒，过筛后干压成型，烧结后保温。
在步骤1)中，球磨的介质可为无水乙醇和氧化锆球，球磨的时间可为2～8h，转速可为200～400r/min，球磨的粒度最好小于5μm；浆料烘干的温度最好为80～150℃，所述的预烧可采用氧化铝坩埚，预烧的温度可为750～800℃，预烧后最好保温2～6h。
在步骤2)中，球磨的粒度最好小于5μm，聚乙烯醇的浓度最好为5％～7％，造粒后过40～80目筛，过筛后干压成型的压力最好为120～200MPa。烧结可采用空气气氛和常压烧结，烧结的温度可为840～880℃的恒温区，且保温1～5h。
从对不同配方制备出的Bi1-xYxFeO3磁电陶瓷的测试效果来看，与现有的方法相比，本发明的突出特点是：可以制备出单相的和绝缘性能良好的Bi1-xYxFeO3磁电陶瓷。本发明采用的方法可有效地抑制杂相的生成，提高样品的绝缘性能，并且生产工艺简单，重现性好，成本低廉。
附图说明
图1为本发明制备出的单相Y掺杂BiFeO3磁电陶瓷的SEM照片。
图2为本发明制备出的单相Y掺杂BiFeO3磁电陶瓷的XRD谱。在图2中，横坐标为衍射角2θ/(°)，纵坐标为衍射强度Intensity(a.u.)，从左至右衍射峰分别为(012)(104)(110)(006)(202)(024)(116)(122)(018)(214)(300)(208)(220)(036)(312)(134)。
具体实施方式
以下实施例将对本发明作进一步的说明，应该指出，本发明并非局限于下述各实施例。
本发明的3个实施例所采用的配方的原料比例、预烧温度和烧结温度如表1所示。
                                表1
  实施例   原料Bi2O3∶Y2O3∶Fe2O3(摩尔比)   预烧温度/℃   烧结温度/℃
  1   0.98∶0.02∶1   750   840
  2   0.96∶0.04∶1   770   860
  3   0.92∶0.08∶1   800   880
实施例1
按上述比例配方，称量Bi2O3，Y2O3和Fe2O3配成混合料，再按混合料与无水乙醇、氧化锆球的重量比为1∶1.2∶2，分别加入无水乙醇和氧化锆球，行星球磨2h，400r/min，球磨后的浆料在80℃下烘干，放入氧化铝坩埚中在750℃下预烧6h。预烧后的粉料再次球磨，烘干后加入浓度为5％的PVA造粒，过60目筛。过筛后的造粒料在180MPa的压力下干压成型，样品采用空气气氛、常压烧结，在840℃下保温5h，然后自然冷却到室温。
实施例2
按上述比例配方，称量Bi2O3，Y2O3和Fe2O3配成混合料，再按混合料与无水乙醇、氧化锆球的重量比为1∶1.2∶2，分别加入无水乙醇和氧化锆球，行星球磨4h，300r/min，球磨后的浆料在100℃下烘干，放入氧化铝坩埚中在770℃下预烧3h。预烧后的粉料再次球磨，烘干后加入浓度为7％的PVA造粒，过80目筛。过筛后的造粒料在200MPa的压力下干压成型，样品采用空气气氛、常压烧结，在860℃下保温3h，然后自然冷却到室温。
实施例3
按上述比例配方，称量Bi2O3，Y2O3和Fe2O3配成混合料，再按混合料与无水乙醇、氧化锆球的重量比为1∶1.2∶2，分别加入无水乙醇和氧化锆球，行星球磨8h，250r/min，球磨后的浆料在120℃下烘干，放入氧化铝坩埚中在800℃下预烧2h。预烧后的粉料再次球磨，烘干后加入浓度为7％的PVA造粒，过40目筛。过筛后的造粒料在120MPa的压力下干压成型，样品采用空气气氛、常压烧结，在880℃下保温2h，然后自然冷却到室温。

Claims (10)

1.单相Y掺杂铁酸铋磁电陶瓷的制备方法，其特征在于单相Y掺杂铁酸铋磁电陶瓷的化学分子式为：Bi1-xYxFeO3，其中：0≤x≤0.1；其制备方法包括以下步骤：
1)将原料氧化铋、氧化钇和氧化铁按配方通式Bi1-xYxFeO3(0≤x≤0.1)配成混合料，球磨后所得的浆料烘干，预烧；
2)预烧后的粉料再次球磨，烘干后加入聚乙烯醇造粒，过筛后干压成型，烧结后保温。
2.如权利要求1所述的单相Y掺杂铁酸铋磁电陶瓷的制备方法，其特征在于在步骤1)中，球磨的介质为无水乙醇和氧化锆球。
3.如权利要求1所述的单相Y掺杂铁酸铋磁电陶瓷的制备方法，其特征在于在步骤1)中，球磨的时间为2～8h，转速为200～400r/min。
4.如权利要求1所述的单相Y掺杂铁酸铋磁电陶瓷的制备方法，其特征在于在步骤1)中，球磨的粒度小于5μm。
5.如权利要求1所述的单相Y掺杂铁酸铋磁电陶瓷的制备方法，其特征在于在步骤1)中，浆料烘干的温度为80～150℃。
6.如权利要求1所述的单相Y掺杂铁酸铋磁电陶瓷的制备方法，其特征在于在步骤1)中，所述的预烧采用氧化铝坩埚，预烧的温度为750～800℃，预烧后保温2～6h。
7.如权利要求1所述的单相Y掺杂铁酸铋磁电陶瓷的制备方法，其特征在于在步骤2)中，球磨的粒度小于5μm。
8.如权利要求1所述的单相Y掺杂铁酸铋磁电陶瓷的制备方法，其特征在于在步骤2)中，聚乙烯醇的浓度为5％～7％。
9.如权利要求1所述的单相Y掺杂铁酸铋磁电陶瓷的制备方法，其特征在于在步骤2)中，造粒后过40～80目筛，过筛后干压成型的压力为120～200MPa。
10.如权利要求1所述的单相Y掺杂铁酸铋磁电陶瓷的制备方法，其特征在于在步骤2)中，烧结采用空气气氛和常压烧结，烧结的温度为840～880℃的恒温区，且保温1～5h。
CNA2007101440935A 2007-12-21 2007-12-21 单相y掺杂铁酸铋磁电陶瓷的制备方法 Pending CN101209921A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA2007101440935A CN101209921A (zh) 2007-12-21 2007-12-21 单相y掺杂铁酸铋磁电陶瓷的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNA2007101440935A CN101209921A (zh) 2007-12-21 2007-12-21 单相y掺杂铁酸铋磁电陶瓷的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101209921A true CN101209921A (zh) 2008-07-02

Family

ID=39610201

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2007101440935A Pending CN101209921A (zh) 2007-12-21 2007-12-21 单相y掺杂铁酸铋磁电陶瓷的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101209921A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102503391A (zh) * 2011-10-20 2012-06-20 陕西科技大学 一种高铁磁性能和铁电性能的铁酸铋基复合材料的制备方法
CN104556238A (zh) * 2014-12-19 2015-04-29 上海师范大学 一种纯相铁酸铋粉末和块体的制备方法
CN110002505A (zh) * 2019-05-08 2019-07-12 东北大学秦皇岛分校 一种纯相纳米晶钇掺杂铁酸铋的制备方法
CN112537952A (zh) * 2020-12-04 2021-03-23 安徽工业大学 一种具有优异磁电性能的铁酸铋基陶瓷及其制备方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102503391A (zh) * 2011-10-20 2012-06-20 陕西科技大学 一种高铁磁性能和铁电性能的铁酸铋基复合材料的制备方法
CN104556238A (zh) * 2014-12-19 2015-04-29 上海师范大学 一种纯相铁酸铋粉末和块体的制备方法
CN104556238B (zh) * 2014-12-19 2016-09-07 上海师范大学 一种纯相铁酸铋粉末和块体的制备方法
CN110002505A (zh) * 2019-05-08 2019-07-12 东北大学秦皇岛分校 一种纯相纳米晶钇掺杂铁酸铋的制备方法
CN112537952A (zh) * 2020-12-04 2021-03-23 安徽工业大学 一种具有优异磁电性能的铁酸铋基陶瓷及其制备方法
CN112537952B (zh) * 2020-12-04 2023-05-09 安徽工业大学 一种具有优异磁电性能的铁酸铋基陶瓷及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Xu et al. Electromagnetic and microwave absorbing properties of Co2Z-type hexaferrites doped with La3+
CN102875145B (zh) 一种层状钙钛矿结构陶瓷及其制备方法
CN102503391B (zh) 一种高铁磁性能和铁电性能的铁酸铋基复合材料的制备方法
CN102584192B (zh) 一种高磁化强度和电阻率的铁酸铋钛酸钡固溶体基复合材料的制备方法
CN103274677B (zh) 一种钛掺杂钡铁氧体陶瓷材料及其制备方法
CN103224392A (zh) 层状钙钛矿结构多铁材料及其制备方法
CN101704669B (zh) 具有多铁性能的层状结构钛铁钴酸镧铋陶瓷及其制备方法
CN105601264A (zh) 一种高致密化多铁性(1-y)BiFeO3-yBi1-xRxFeO3复合陶瓷的制备方法
CN105601265A (zh) 一种m型锶铁氧体磁性材料及其制备方法
Wang et al. Room temperature multiferroic properties of Fe-doped nonstoichiometric SrTiO3 ceramics at both A and B sites
CN101209921A (zh) 单相y掺杂铁酸铋磁电陶瓷的制备方法
CN106565228A (zh) 一种铕、锆共掺铁酸铋多铁陶瓷及其制备方法
CN109206131A (zh) 一种稀土掺杂的m型锶铁氧体磁性材料及其制备方法
Li et al. Enhancement of microstructure and magnetic properties of MgCd ferrite via Sm-Ga ions substitution for microwave devices
CN101734724B (zh) 一种铁磁性铁酸铋及其合成方法
CN102942361B (zh) 层状结构的钛铁钴酸铋陶瓷材料及其制备方法
CN101941838B (zh) BiFeO3-Bi0.5Na0.5TiO3基多铁性固溶体陶瓷及其制备方法
CN109516796A (zh) 一种多铁性固溶体陶瓷及其制备方法
KR20150048256A (ko) 자성 분말, 그 제조 방법, 및 이를 포함하는 자석
Ni et al. Enhanced magnetic and dielectric properties of NiFe2O4 ferrite ceramics co-substituted by (Li1+, Zn2+ and La3+)
CN103724005B (zh) 一种具备室温多铁性的钬、锰共掺铁酸铋陶瓷及其制备方法
CN112537952B (zh) 一种具有优异磁电性能的铁酸铋基陶瓷及其制备方法
CN104591713B (zh) 一种添加Bi2O3-B2O3-SiO2玻璃的BiFeO3陶瓷的制备方法
CN101945836A (zh) 烧结的铁氧体材料及制备烧结的铁氧体材料的方法
Tarhouni et al. Analysis based on scaling relations of critical behaviour at PM–FM phase transition and universal curve of magnetocaloric effect in selected Ag-doped manganites

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C12 Rejection of a patent application after its publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Open date: 20080702