[發明專利]鈦鐵鈷酸鉍粉末制備方法

在審

• 申請號: 201910404811.0
• 申請日: 2019-05-16
• 公開（公告）號: CN110204330A
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發明（設計）人: 毛翔宇;殷永杰;盧建安;陳誠
• 申請（專利權）人: 揚州大學
• 主分類號: C04B35/475
• 分類號: C04B35/475;C04B35/626
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 孟睿

本發明公開了一種鈦鐵鈷酸鉍粉末制備方法，利用水熱法制備Bi₄Ti₃O₁₂(BTO)粉末；利用水熱法制備LaFe_0.5Co_0.5O₃(LFCO)粉末；將LCFO粉末與BTO粉末等摩爾比進行研磨、煅燒形成Bi₄LaFe_0.5Co_0.5Ti₃O₁₂(BLFCT)粉末。發明通過在三層鈣鈦礦鐵電材料中加入鈣鈦礦磁性單元，制備了層狀結構的多鐵性陶瓷粉末，大大降低了多鐵的制備溫度。

技術領域

本發明屬于氧化物陶瓷材料制備技術，具體為一種鈦鐵鈷酸鉍粉末制備方法。

背景技術

單相多鐵材料是同一相中同時呈現出鐵電性、鐵磁性或者鐵彈性三者中的至少兩個鐵性的材料。該類材料的多鐵特性在多功能電子器件、新型的信息存儲、磁電調控傳感器表現出巨大的應用前景。

層狀鈣鈦礦(Aurivillius結構)多鐵材料，由于結構中含有Bi-O層起到空間電荷庫和絕緣層的作用，可有效的降低材料的漏電流，提高抗疲勞性能得到人們廣泛的重視。層狀多鐵材料鈦鐵酸鉍(Bi₅FeTi₃O₁₅，BFTO)是一種典型的層狀鈣鈦礦磁電介質材料，其結構為沿c方向每2個鉍氧層[(Bi₂O₂)²⁺]之間夾著3個鈦氧(Ti-O)八面體和1個鐵氧(Fe-O)八面體；BFTO也可以看成由1個三層鐵電材料Bi₄Ti₃O₁₂(BTO)與1個鈣鈦礦多鐵電BiFeO₃(BFO)離子層面組合而成，其多鐵性來源于鐵電單元(BTO)和多鐵單元(BFO)。BFTO的磁性源于Fe-O-Fe的耦合作用。為了提高BFTO樣品的磁性，采用不同的磁性離子，如：Co，Ni等取代Fe離子形成Fe-O-Co/Fe-O-Ni等形成亞鐵磁耦合提高了樣品室溫下的磁性能。而此方法中Co，Ni取代的Fe離子的具體位置無法調控，且耦合幾率低。我們的方案取代的Fe位置固定，且取代后的離子耦合概率更高。

Bi₄LaFe_0.5Co_0.5Ti₃O₁₅(BLFCT)為室溫下具有良好多鐵性的材料之一，其制備方法主要沿用傳統固相工藝，制備溫度要高于900℃，工藝合成溫度高，元素揮發，樣品內離子價態變化，高溫合成過程易產生CoFeO₄等強磁性雜質等一系列問題不可控。樣品中的Bi在750℃左右就出現揮發，Fe³⁺/Co³⁺離子在高溫下也會出現變價產生Fe²⁺/Co²⁺，這些導致樣品中的氧空位等缺陷濃度增加，樣品的電學性受到影響。

發明內容

本發明的目的在于提出了一種鈦鐵鈷酸鉍粉末制備方法。

實現本發明的技術解決方案為：一種鈦鐵鈷酸鉍粉末制備方法，具體步驟為：

步驟1、利用水熱法制備Bi₄Ti₃O₁₂(BTO)粉末；

步驟2、利用水熱法制備LaFe_0.5Co_0.5O₃(LFCO)粉末；

步驟3、將LCFO粉末與BTO粉末等摩爾比進行研磨、煅燒形成Bi₄LaFe_0.5Co_0.5Ti₃O₁₂(BLFCT)粉末。

優選地，步驟1利用水熱法制備BTO粉末的具體方法為：