[發明專利]一種鐵酸鉍微晶玻璃的制備方法

在審

• 申請號: 201510089740.1
• 申請日: 2015-02-27
• 公開（公告）號: CN104671666A
• 公開（公告）日: 2015-06-03
• 發明（設計）人: 蒲永平;高子巖
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C03C10/02
• 分類號: C03C10/02;C03B32/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本發明屬于材料制備技術領域，涉及一種多鐵性材料的制備方法，具體涉及一種鐵酸鉍微晶玻璃的制備方法。

背景技術

多鐵性材料又稱磁電材料，它是指同時具有兩種或兩種以上基本鐵性(鐵電性、鐵磁性和鐵彈性)的材料，多鐵性材料的研究與磁電耦合效應的研究是密不可分的，同一材料中磁性和鐵電性共存使得多鐵性材料不僅僅可以作為單一的磁性材料和鐵電性材料來使用，同時，多鐵性材料中磁與電的耦合效應，即外加電場導致物質磁化或外加的磁場導致物質內部出現電極化，使得該材料在應用中具有更高的自由度，為器件的小型化和多功能化提供了可能。

單相多鐵性材料指在同一相中具有鐵電性、鐵磁性和鐵彈性中的兩種或兩種以上的性能。由于鐵酸鉍(BiFeO₃)在850℃(T_C)以下具有鐵電性，在370℃(T_N)以下具有反鐵磁性，因此在室溫下就具有多鐵性，在很多方面有潛在應用，引起人們極大的興趣。然而，鐵酸鉍(BiFeO₃)很苛刻的合成條件，比如合成溫度區間很窄，相不穩定等，使得制備單相BiFeO₃陶瓷成為巨大挑戰。多相共存導致BiFeO₃陶瓷漏導很大，難以測得電滯回線。M.Mahesh?Kumar等([1]Kumar?M?M,Palkar?V?R,Srinivas?K?et?al.Ferroelectricity?in?a?pure?BiFeO₃ceramic[J].Applied?Physics?Letters.2000,19(76):2764-2766.)通過固相法合成了BiFeO₃陶瓷，用稀硝酸浸洗去除雜相，但該方法可重復性不好。Wang([2]Wang?Y?P,Zhou?L,Zhang?M?F?et?al.Room-Temperature?saturated?ferroelectric?polarization?in?BiFeO₃ceramics?synthesized?by?rapid?liquid?phase?sintering[J].Applied?Physics?Letters,2004,8(84):1731-1733.)、Pradhan([3]Pardhan?A?K,Zhang?K,Hunter?D?et?al.Magnetic?and?Electrical?Properties?of?Single-phase?Multiferroic?BiFeO₃[J].Journal?of?Applied?Physics,2005,97:093903-(1-4).)等人通過快速液相燒結法制備了純相BiFeO₃陶瓷。但是由于BiFeO₃的結晶溫度高于其居里溫度，難以避免鉍的揮發。Ghosh等人([4]Ghosh?Sushmita,Dasgupta?Subrata,Sen?Amarnath?et?al.Low-Temperature?Synthesis?of?Nanosized?Bismuth?Ferrite?by?Soft?Chemical?Route[J].Communications?of?the?American?Ceramic?Society,2005,88(5):1349-1352.)通過酒石酸基溶膠-凝膠法，煅燒合成了純相BiFeO₃粉體。有關BiFeO₃陶瓷的制備研究已經成為當前的研究熱點之一，但是目前還鮮有BiFeO₃微晶玻璃的制備。微晶玻璃作為一類獨特結構的材料，在其中晶相和玻璃相共存，集中了兩者的特點。微晶玻璃晶化過程中的晶相是從單一均勻玻璃相或已產生相分離的區域，通過成核和晶體生長而產生的致密材料。微晶玻璃中的玻璃相可以有效提高其致密度，降低漏導電流。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鐵酸鉍微晶玻璃的制備方法，該方法操作簡單，重復性高，適合工業化規模生產；經該方法制得的鐵酸鉍微晶玻璃材料具有很好的多鐵性，良好的致密度，更高的介電常數及更小的漏導電流。

本發明是通過以下技術方案來實現：

一種鐵酸鉍微晶玻璃的制備方法，包括以下步驟：

步驟一：按照1:1的摩爾比取原料Bi₂O₃和Fe₂O₃，混勻制得混合物；

步驟二：將混合物進行高溫加熱至其完全熔融為液態熔體；