[發明專利]一種鋇鐵氧體陶瓷材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202011179690.3
• 申請日: 2020-10-29
• 公開（公告）號: CN112374878B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發明（設計）人: 譚國龍
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C04B35/26
• 分類號: C04B35/26;C04B35/64;H01F1/11;H01F41/02
• 代理公司: 武漢智嘉聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 42231
• 代理人: 柏琳容

本發明涉及一種鋇鐵氧體陶瓷材料及其制備方法。該制備方法包括：1)將鋇前驅體溶液和鐵前驅體溶液混合，之后加入沉淀劑得到沉淀物；2)將沉淀物在400?450℃下煅燒；3)將沉淀物在800?850℃下煅燒；4)將沉淀物研磨，將研磨后的所述沉淀物在1250?1300℃及氧氣氣氛下煅燒；5)所述沉淀物在氧氣氣氛及700?820℃下退火處理得到所述鋇鐵氧體陶瓷材料。本發明還包括上述制備方法制備得到的鋇鐵氧體陶瓷材料。本發明還包括上述制備方法制備得到的鋇鐵氧體陶瓷材料。該鋇鐵氧體陶瓷材料為M型鋇鐵氧體陶瓷材料，該材料顯示出了內稟的多鐵性，且在室溫下有較強鐵電與鐵磁性和磁電耦合效應。

技術領域

本發明涉及陶瓷材料領域，尤其涉及一種鋇鐵氧體陶瓷材料及其制備方法。

背景技術

從1894年居里外斯提出磁電耦合的可能性到現在，人們一直在不斷尋找新材料探索新方法來將理論拉近現實。現在已經發現了鈣鈦礦結構代表的BiFeO_c、正方代表TbMnO₃和六方代表YMnO₃，這些新材料要么單一性能不足、要么耦合不明顯、或者居里溫度過低，這對于實際的應用來說是一種挑戰；所以發現、探索新型多鐵性材料的努力從未停息。并行于發現新材料，對合成技術的改良以便制出更高質量的納米粉體、陶瓷、單晶和薄膜樣品，最大限度的發揮材料中本征所具有的性質，也讓我們在提高性能的同時，發現更多的多鐵性材料。

磁鉛石鋇鐵氧體(BaFe₁₂O₁₉)作為磁性材料的典型代表，因其有較強的磁性和磁矯頑場被廣泛用于永磁材料和磁記錄介質，又因其具有較大磁能積和較高磁損耗正切角，可依據其磁滯損耗、疇壁共振等作用而用于良好的吸波材料，在信息工業中是重要的磁性材料。磁鉛石鋇鐵氧體，屬于六方晶系，空間群為P63/mmc，每個晶胞中的Fe³⁺有五種不同的空間位置和化學環境：有三種八面體位，一種四面體位和一種雙錐體位。Braun為了抽象地描述鋇磁鉛石晶體結構，將其分解為尖晶石結構塊S(Fe₆O₈)²⁺和結構塊R(BaFe₆O₁₁)^2-，S塊中含有兩個氧離子層，按尖晶石堆積，R塊含有三個氧離子層，有鐵氧六面體雙錐體結構或者鐵氧鋇八面體(鋇離子取代八面體中的一個氧離子)。鋇磁鉛石晶體可按照RSR3S3的c軸次序堆疊而成(3代表相應塊繞六角晶胞c軸旋轉180°)。

較之于磁鉛石類鐵氧體中已發現的多鐵性PbFe₁₂O₁₉材料，BaFe₁₂O₁₉無鉛、無毒，避免了揮發性較高的重金屬Pb對環境的污染，為環境友好型綠色、環保的多鐵性材料。而較之于研究最多的在室溫下具有鐵電和反鐵磁性的BiFeO₃材料，BaFe₁₂O₁₉在磁學性能上有很大的優勢，而且在宏觀上顯示出了更為強勁的電磁耦合效應。但通過現有制備方法得到的BaFe₁₂O₁₉陶瓷材料的鐵電和鐵磁性較低。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：如何提高了BaFe₁₂O₁₉陶瓷材料的鐵電和鐵磁性。

為解決上述技術問題，本發明提出了一種鋇鐵氧體陶瓷材料及其制備方法。

一種鋇鐵氧體陶瓷材料的制備方法，包括以下步驟：

1)按照鋇與鐵的摩爾比1:8-10將鋇前驅體溶液和鐵前驅體溶液混合，之后加入沉淀劑得到沉淀物；

2)將步驟1)得到的所述沉淀物在400-450℃下煅燒，之后冷卻；

3)將步驟2)冷卻后的所述沉淀物在800-850℃下煅燒；

4)將步驟3)處理后的所述沉淀物研磨，將研磨后的所述沉淀物在1250-1300℃及氧氣氣氛下煅燒；