[發明專利]鐵酸鉍多鐵性陶瓷及其制備方法

有效

• 申請號: 201710676344.8
• 申請日: 2017-08-09
• 公開（公告）號: CN107417267B
• 公開（公告）日: 2020-01-03
• 發明（設計）人: 張子會;張法亮;張丹陽;俞勝平
• 申請（專利權）人: 歌爾股份有限公司
• 主分類號: C04B35/26
• 分類號: C04B35/26;C04B35/622
• 代理公司: 11442 北京博雅睿泉專利代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 王昭智;馬佑平

本發明公開了一種鐵酸鉍多鐵性陶瓷及其制備方法。該陶瓷以下列化學式I表示：mMnO₂?(1?x?y)Bi_(1?a)G_aFe_(1?b)Q_bO₃?xBi(Zn_1/2Ti_1/2)O₃?yBaTiO₃(I)其中，G為堿金屬元素Ba、Ca、Sr中的一種，或者稀土金屬元素La、Ce、Nb、Gd中的一種；其中，Q為Ti、Co、Cr、Ni元素中的一種；其中，m為MnO₂所占鐵酸鉍多鐵性陶瓷材料Bi_(1?a)G_aFe_(1?b)Q_bO₃?Bi(Zn_1/2Ti_1/2)O₃?BaTiO₃的質量百分比的數值；其中，0.01≤x≤0.05，0.2≤y≤0.4，0＜a≤0.30，0＜b≤0.10，0≤m≤0.26。該陶瓷具有電阻率高、介電損耗小的特點。

技術領域

本發明涉及陶瓷制備技術領域，更具體地，涉及一種鐵酸鉍多鐵性陶瓷及其制備方法。

背景技術

多鐵性材料指的是材料的同一相中包含有兩種以上(含兩種)鐵的基本性能的材料。這些鐵的基本性能包括鐵電性能、鐵磁性能和鐵彈性能。

單相多鐵性材料指的是同時具有鐵電有序和鐵磁有序性能的材料。這類材料的特點是可以通過其具有的鐵電性和鐵磁性的相互耦合作用產生一種特殊性質—磁電效應。磁電效應是指材料在外加磁場作用下產生自發極化或者在外加電場作用下產生感應磁化強度的效應。

目前，單相多鐵性材料的研究主要集中在鈣鈦礦型化合物、六角結構化合物、方硼石型化合物、BaMF4型化合物、輝石類化合物、硫族化合物TIMX2等。鑒于實際應用中多鐵性材料需要在居里溫度以下具有磁電效應，因而鐵電相變溫度和磁相變溫度都在室溫之上的BiFeO₃(鐵酸鉍)材料成為研究最多的多鐵性陶瓷材料。

然而，BiFeO₃多鐵性材料的氧空位缺陷導致材料存在漏電、矯頑場較大、低電阻率等問題。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種鐵酸鉍多鐵性陶瓷的新技術方案。

根據本發明的一個方面，提供了一種鐵酸鉍多鐵性陶瓷。該陶瓷以下列化學式I表示：

mMnO₂-(1-x-y)Bi_(1-a)G_aFe_(1-b)Q_bO₃-xBi(Zn_1/2Ti_1/2)O₃-yBaTiO₃ (I)

其中，G為堿金屬元素Ba、Ca、Sr中的一種，或者稀土金屬元素La、Ce、Nb、Gd中的一種；

其中，Q為Ti、Co、Cr、Ni元素中的一種；

其中，m為MnO₂所占鐵酸鉍多鐵性陶瓷材料Bi_(1-a)G_aFe_(1-b)Q_bO₃-Bi(Zn_1/2Ti_1/2)O₃-BaTiO₃的質量百分比的數值；

其中，0.01≤x≤0.05，0.2≤y≤0.4，0＜a≤0.30，0＜b≤0.10，0≤m≤0.26。