[发明专利]一种室温多铁陶瓷Ba1-xBixTi1-yMnyO3的制备方法

说明书

一种室温多铁陶瓷Ba_1‑xBi_xTi_1‑yMn_yO₃的制备方法，将含有钡离子、铋离子、钛离子和锰离子的AB溶液混合，在温度80‑100℃下，反应得到湿凝胶；然后在150‑170℃烘箱中烘2‑4h，得到干凝胶，并将干凝胶研磨1‑3h得到粉体；将该粉体在马弗炉中经过500‑600℃预烧6‑8h；取出粉末在空气中研磨1‑3h，用粉末压片机在10‑15MPA的压力下压成直径为10mm的圆片，在马弗炉中烧结温度至900‑1000℃，得到二次烧结Ba_1‑xBi_xTi_1‑yMn_yO₃陶瓷。首先，引入的铋离子在900‑1000℃的高温下少量挥发，在不影响钛酸钡基体的铁电性的情况下，在样品中产生氧空位；第二，引入的锰离子与氧空位耦合形成自发磁极化子，从而使得材料呈现出铁磁性。因此采用本发明制备单相Ba_1‑xBi_xTi_1‑yMn_yO₃陶瓷，发现室温下具有铁电性和铁磁性，即具有室温多铁性，并且该陶瓷还具有较高的介电常数。

技术领域

本发明属于电子陶瓷材料技术领域，涉及一种室温多铁陶瓷Ba_1-xBi_xTi_1-yMn_yO₃的制备方法。更具体的说是一种采用溶胶凝胶通过Bi离子和Mn离子的对钛酸钡基体进行共掺改性，从而制备具有室温多铁性能的陶瓷Ba_1-xBi_xTi_1-yMn_yO₃的方法。

背景技术

磁电耦合效应多铁材料，可以实现电极化和磁矩间的相互调控。这种效应有可能突破目前自旋电子学的瓶颈——自旋状态的读取与控制。具有多重铁性的材料，是产生磁电耦合效应的重要来源。为了实现室温磁电耦合效应，并且得到较大的磁电耦合系数，就需要研制出具有良好的铁磁和铁电性的单相室温多铁。近年来，有很多单相多铁材料被制备出来，例如：BiFeO₃，BiMnO₃，RMnO₃， REMn₂O₅,(R:稀土元素),Ni₃V₂O₈,铜铁矿CuFeO₂,尖晶石CoCr₂O₄,MnWO₄,六方铁酸盐(Ba,Sr)Zn₂Fe₁₂O₂₂等等，但是大多数都是在很低的温度下才能出现多铁性。而其中研究的最为广泛的一种材料，即室温多铁BiFeO₃，同时具有室温的反铁磁和铁电性质，其奈尔温度为380℃，铁电居里温度为810℃。

作为最出名的室温多铁材料，BiFeO3，已经被大量的研究了。其化学掺杂A 位掺杂、B位掺杂以及AB位共掺杂，或者特殊构型的BiFeO3，例如纳米颗粒，薄膜等等都有相关报道。其中很多都具有室温的多铁性，并且有一些具有磁电容效应。由于BiFeO3中Bi和Fe都易于挥发，因此在制备过程中很容易产生杂相，并且BiFeO3材料的铁电性也并不是很好。因此，考虑使用其他的途径来制造室温多铁材料。下面将介绍一种具有室温多铁性质的体系。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种室温多铁陶瓷 Ba_1-xBi_xTi_1-yMn_yO₃的制备方法，该陶瓷为A位掺杂高价态金属元素，B位掺杂过渡金属元素的单相钙钛矿结构材料，具有室温的铁电性和铁磁性，并且具有较好的介电性。

本发明提供了一种室温多铁陶瓷的制备方法，