[发明专利]三层类钙钛矿结构铁电－铁磁功能复合体的新制备方法

说明书

一、技术领域：

本发明属于铁电-铁磁功能复合体范畴，提供一种三层类钙钛矿结构铁电-铁磁功能复合体的新制备方法。

二、背景技术：

由于磁电材料具有良好的磁电效应，在微波领域、高压输电线路的电流测量、宽频段磁探测、磁场感应器等领域有着广阔的应用前景。

自上世纪60年代以来，国际上对磁电材料的研究有较大进展，发现了Cr₂O₃等多种单相的磁电材料，但是大多此类材料的尼尔温度或居里温度远低于室温，磁电系数小，使其难以满足实用要求。

目前研究已设计和制备了铁电-铁磁功能复合体，它具有比单相磁电材料更独特的磁电效应(参见文献1-6)。1972年，Philips实验室用原位复合技术开发的尖晶石结构磁电铁氧体(如CoFe₂O₄)与钙钛矿结构压电体(如BaTiO₃)两相混合的新型磁电复合体，其磁电系数值达到130mv/cm·Oe。目前，此类复合体的制备方法有下列几种：

(一)原位复合法，它要求高的熔化温度，且难以控制复合体的第三相生成。

(二)烧结法，其优点使工艺简单，成本低且相组成、粒径可控性强。但以上两种方法均需分别合成铁电体和铁磁体，然后混合均匀后，制得。这将造成两相发生反应的可能，而且均只能实现铁电体与铁磁体在微米尺度上的复合，不可能实现铁电相与铁磁相晶粒间的完全乘积偶合，复合体不可避免存在缺陷，从而造成复合体某些性能恶化。复合体的磁电系数仍偏低，未达到实际应用要求。

(三)最近有文献报道将一层锆钛酸铅(PZT)压电材料夹层在两层TbDyFe2(Terfenol-D)超磁致伸缩材料间得到一种新型层状铁电-铁磁功能复合体，具有高达4.68v/cm·Oe的磁电系数。

经我们多年的研究，发现并确定了存在一类化学通式为AB₂M₃O₁₀(A＝K，Na，Li，Rb，Cs及其复合离子；B＝Ba，Sr，Ca，Pb及其复合离子；M＝Nb，Ta及其复合离子)三层类钙钛矿结构铁电新铌(钽)酸盐，其结构特征为三层以顶角相连的铁电类钙钛矿单元层[B₂M₃O₁₀]^-与层间大阳离子A⁺层沿着准四方的C-轴交替排列(参见文献7-9)。