[發明專利]BFO-ReFeO3

有效

• 申請號: 201811459007.4
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109336586B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 薛飛;田婭暉
• 申請（專利權）人: 江西科技學院
• 主分類號: C04B35/453
• 分類號: C04B35/453;C04B35/622;C04B35/626;C04B35/638
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 何世磊

本發明涉及多鐵性固溶體制備技術領域，提供一種BFO?ReFeO₃?PZT多鐵性固溶體及其制備方法，該多鐵固溶體的的化學組成表示為0.5BiFeO₃?0.2ReFeO₃?0.3Pb(Zr_0.52Ti_0.48)FeO₃。該制備方法包括制備BiFeO₃粉末；制備ReFeO₃粉末；制備Pb(Zr_0.52Ti_0.48)FeO₃粉末；將上述三種粉末混合經過球磨、烘干、過篩、造粒、制坯以及燒結獲得BFO?ReFeO₃?PZT多鐵性固溶體。該BFO?ReFeO₃?PZT多鐵性固溶體具有較高的剩余極化強度、剩余磁化強度以及較強的磁介電效應，其剩余極化強度的范圍為大于等于0.9μC/cm²小于等于2.5μC/cm²以及其剩余磁化強度的范圍為大于等于0.025emu/g小于等于0.21emu/g，最大磁介電系數可為16.1％。

技術領域

本發明涉及多鐵性固溶體技術領域，尤其提供一種BFO-ReFeO₃-PZT多鐵性固溶體及其制備方法。

背景技術

材料的介電性能隨著磁場改變而發生變化的現象，稱之為“磁介電效應”具有這種效應的材料在諧振電容器以及數據存儲的電容式讀出磁頭等方面有著潛在應用。大的磁介電效應意味著可以用較小的磁場獲得較大介電常數或電容的變化。由于材料的磁電效應與磁介電效應之間存在一定的關聯，具有強磁電效應的材料有可能表現出大的磁介電效應。另一方面，多鐵材料通常表現出較強的磁電效應。因此，在具有強磁電耦合的多鐵材料中有可能發現大的磁介電效應。

其中，BFO(BiFeO₃)是唯一同時具有高居里溫度(T_c～1103K)和高尼爾溫度(T_N～643K)的多鐵材料，理論上具有較強的磁電耦合效應。但是，BFO 為反鐵磁材料，磁化比較困難，它的磁介電效應只有1.1％左右，限制了其應用價值。為了提高BFO的磁介電效應，需要提高其磁性和機電耦合特性。ReFeO₃ (Re＝La，Y，Dy，Gd，Ho)稱為稀土鐵氧化物，是典型的反鐵磁材料，它和 BFO形成的界面效應可以提高磁性。同時，PZT(Pb(Zr_0.52Ti_0.48)FeO₃)作為一種性能優良的壓電材料，具有很高的機電耦合特性。然而，目前缺少將ReFeO3和 PZT固溶在BFO中用以顯著提高BFO的磁性和機電耦合特性，并產生較強的磁介電效應的制備方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種BFO-ReFeO₃-PZT多鐵性固溶體，旨在解決現有技術中缺少將ReFeO₃和PZT固溶在BFO中用以顯著提高BFO的磁性和機電耦合特性，并產生較強的磁介電效應的問題。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

第一方面，BFO-ReFeO₃-PZT多鐵性固溶體的化學組成表示為 0.5BiFeO₃-0.2ReFeO₃-0.3Pb(Zr_0.52Ti_0.48)FeO₃，BiFeO₃：ReFeO₃：Pb(Zr_0.52Ti_0.48)FeO₃的化學計量比為5:2:3，其中Re為La，Y，Dy，Gd以及Ho任意一種。