[發明專利]一種CoFe2O4/Bi2Fe4O9兩相磁性復合粉體及其制備方法

無效

• 申請號: 201510021021.6
• 申請日: 2015-01-14
• 公開（公告）號: CN104591717A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 林營;康盼;楊海波;朱建鋒;王芬
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C04B35/26
• 分類號: C04B35/26;C04B35/626;H01F1/11
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 安彥彥

技術領域

本發明屬于材料科學領域，涉及一種CoFe₂O₄/Bi₂Fe₄O₉兩相磁性復合粉體及其制備方法。

背景技術

隨著移動通訊和計算機技術的飛速發展，要求各種電子設備變得更加高度集成化、多功能化、小型化和快速響應化，從而對材料提出了更高的標準，這就需要發展同時具有兩種或兩種以上功能的新型材料。多鐵性材料是一大類非常重要的先進功能材料，利用多鐵性材料制成的元器件具有轉換、傳遞、處理信息、存儲能量、節約能源等功能，廣泛地應用于能源、電信、自動控制、通訊、家用電器、生物、醫療衛生、輕工、選礦、物理探礦、軍工等領域。

多鐵性材料是指具備鐵電性、鐵磁性和鐵彈性中的任意兩種或全部特性的材料。這就意味著這類材料具有的自發磁化可以被外加磁場重新定向，同樣其自發電極化可以被外加電場重新定向，而自發形變可以被外加應力重新定向，以及它們之間不可避免會的會發生耦合作用。多鐵性材料中最主要的一類就是鐵電磁材料，這類材料在一定的溫度范圍內同時具有鐵電性和鐵磁性，而且鐵電性和鐵磁性之間存在耦合作用而具有磁電效應。

Bi₂Fe₄O₉就是其中典型的例子，在室溫下Bi₂Fe₄O₉同時具有鐵電有序和G型反鐵磁有序，是少數在室溫下具有弱的鐵磁性和鐵電性材料；化合物中Fe離子為磁性離子，占據氧八面體的中心位置。Fe離子位移使晶胞正負電荷中心不重合，產生了鐵電性。從電子結構計算的結果，是Fe原子的3d軌道和O原子的2p軌道雜化產生了鐵電性。同時因為Fe離子電子自旋有序的交換作用，使得Bi₂Fe₄O₉又有鐵磁性。Bi₂Fe₄O₉在新型存儲器件等方面有巨大的潛在應用前景，是一種重要的多鐵性功能材料，納米Bi₂Fe₄O₉表現出與非納米級粉體材料明顯不同的電學、磁學、光學性質。通過對其光學性能研究可以發現，Bi₂Fe₄O₉是一種窄帶隙材料，其帶隙約為2.1eV在可見光范圍內具有良好的光響應。

現在工業生產中要求磁電材料具有盡可能大的矯頑場、高的飽和磁化強度和高的磁電耦合系數等，而Bi₂Fe₄O₉磁性非常微弱，這就限制了其在實際中的應用。為了得到具有高飽和磁化強度并且高的矯頑力的磁電材料，通常人們選擇用摻雜改性或用不同的材料進行復合來實現這一目的。CoFe₂O₄是有尖晶石結構的亞鐵磁性氧化物，具有高的飽和磁化強度、高的磁晶各向異性和大的磁光偏轉角以及極好的互相穩定性和耐磨性。Bi₂Fe₄O₉粉體中引入CoFe₂O₄們可以顯著提高粉體的飽和磁化強度和矯頑力。通常制備兩相或多相復合粉體的方法是首先采用固相法分別制備出各單相粉體，然后進行機械混合。此方法，不僅工藝復雜并且所需要的煅燒溫度比溶膠凝-膠法制備粉體高出200℃左右，而且制備出的復合粉體均勻性比較差，直接影響到復合粉體的性能。

發明內容

本發明的目的在于提供一種CoFe₂O₄/Bi₂Fe₄O₉磁性復合粉體及其制備方法，制備時煅燒溫度低并且復合粉體中隨著CoFe₂O₄含量增加，飽和磁化強度由1.4emu/g增加到7.9emu/g，矯頑場由1379.4奧斯特增加到1575.8奧斯特。

為實現上述目的，本發明采用如下的技術方案：