[发明专利]一种YFeO3 基双相磁电复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料科学领域，具体涉及一种YFeO₃基双相磁电复合材料及其制备方法。

背景技术

随着移动通讯和计算机技术的飞速发展，使得各种电子设备变得更加高度集成化、多功能化、小型化和快速响应化。由于电子设备的微型化和小型化是必然趋势，因此，迫切需要一种材料同时具有两种或两种以上的性能，以减小电路板有限空间的消耗，进一步实现小型化。基于此，同时具有铁电性和铁磁性的磁电材料应运而生。然而，磁电单相材料的种类非常少。大多数情况下，人们把具有铁电性的材料与铁磁性的材料进行复合，所得复合材料同时具有铁电相和铁磁相。磁电复合材料就能够使用更少的资源，占用更少的体积。因此，研究开发出高效的磁电复合材料对于大规模集成电路技术的发展有着十分重要的意义。由于磁复合材料的独特性质，其在微波领域、高压输电线路的电流测量、宽波段磁探测、磁场感应器等领域有着广泛而重要的用途。YFeO₃是一种多铁材料，在室温下具有铁电性和反铁磁性，奈尔温度为640K，室温下呈现出非常弱的铁磁性。另外，YFeO₃是热力学不稳定相，采用固相法很难合成纯相的YFeO₃。因而采用常规方法无法得到YFeO₃基磁电复合材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备工艺简单的YFeO₃双相磁电复合材料及其制备方法，该复合材料的介电常数为5000～60000（100赫兹），饱和磁化强度为2.2～6.5emu/g。

为达到上述目的，本发明的制备方法如下：

1）按化学通式Y₃Fe₅O₁₂，取分析纯的Y₂O₃和Fe₂O₃配制后球磨均匀，然后烘干，过筛，压块，经1200-1250℃预烧2-6小时，然后将所得块状样品粉碎后过120目筛得到Y₃Fe₅O₁₂粉体；

2）按化学通式Ba_0.8Sr_0.2TiO₃，取分析纯的BaCO₃，SrCO₃和TiO₂配制后球磨均匀，然后烘干，过筛，压块，经1150-1200℃预烧2-6小时，然后将所得块状样品粉碎后过120目筛得到Ba_0.8Sr_0.2TiO₃粉体；

3）将Y₃Fe₅O₁₂粉体和Ba_0.8Sr_0.2TiO₃粉体混合均匀得混合粉体，其中Y₃Fe₅O₁₂粉体占混合粉体质量的20-60%；

4）向混合粉体中加入混合粉体质量8％～15％的PVA粘合剂造粒，经60目与120目筛网过筛，得到所需复合材料的混合粉末；

5）将复合材料的混合粉末按需要压制成型，在550℃，保温排除粘合剂PVA，在1350-1370℃下烧结2个小时成瓷，得到YFeO₃基双相磁电复合材料。

所述的PVA粘合剂采用质量浓度为5％的聚乙烯醇水溶液。

按本发明的制备方法制成的复合材料的化学通式为xYFeO₃/(1-x)Ba_0.8Sr_0.2TiO₃，其中，x为YFeOx的质量百分数，且0.2≤x≤0.6，该复合材料在100赫兹时的介电常数为5000～60000，饱和磁化强度为2.2～6.5emu/g。

本发明所制备的磁电复合材料为一种新型的复合材料。该复合材料的介电常数为5000～60000（100赫兹），饱和磁化强度为2.2～6.5emu/g。

附图说明

图1为当Y₃Fe₅O₁₂的质量比为60％，Ba_0.8Sr_0.2TiO₃的质量比为40％，烧结温度为1350℃时制备的复合材料的XRD图；