[发明专利]一种新型锌铁氧体陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种新型锌铁氧体陶瓷材料及其制备方法，其化学式为：ZnFe₃O₁₁。上述所述的新型锌铁氧体陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：1)将纯度大于99.9％的化学原料ZnO、Fe₂O₃分别按ZnFe₃O₁₁化学式称量配料；2)将上述配置好的化学原料混合，放入球磨罐中，加入玛瑙球和去离子水，球磨21‑24h，将球磨后的原料于红外干燥箱中烘干，过筛；3)烘干过筛后粉末，再用粉末压片机压成圆片；4)将圆片于1180～1240℃烧结2～6h，即得新型锌铁氧体陶瓷材料。本发明制备的ZnFe₃O₁₁锌铁氧体陶瓷材料，其在1KHz下，介电常数为：1368～1577，离子电导率为：5.1164～7.2243×10^‑4S/cm。

技术领域

本发明涉及电子信息材料与元器件领域技术领域，更具体的说是涉及一种新型锌铁氧体陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

基于铁的二元和三元氧化物，特别是铁氧体，在光催化，氧化物燃料电池，储存装置和磁性方面具有广阔的应用前景。与传统的碳材料相比，这些金属氧化物具有更高的比容量和更好的循环性。铁氧体是由铁和一种或多种其他金属组成的复合氧化物。其他金属主要是二价金属离子，类似于二价铁离子(Fe²⁺)(如Mn²⁺，Zn²⁺，Cu²⁺，Ni²⁺，Mg²⁺，Co²⁺等)或多个平均化学价为二价的金属离子基团。

锌铁氧体((Zn_1-xFe_x)[Zn_xFe_2-x]O₄)是铁基立方尖晶石系列之一，是四面体或A位的Zn离子和八面体或B位的Fe离子。研究表明，锌铁氧体材料中((Zn_1-xFe_x)[Zn_xFe_2-x]O₄)的性质与Zn的掺杂比(尺寸x)密切相关。当x为1时，作为LiB的阳极材料的ZnFe₂O₄表现出优异的电化学锂储存性能。当改变Zn与Fe的原子比时，有望获得具有更优异性能的不同晶体结构的新材料。

本发明采用固相法制备了一种新的锌铁氧体陶瓷ZnFe₃O₁₁，Zn与Fe原子的比例为1：3，具有氧空位层状结构特征及较大的离子电导率，国内外未见相关报道。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种新型锌铁氧体陶瓷材料及其制备方法，该陶瓷材料导电性能优异。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明公开了一种新型锌铁氧体陶瓷材料，其化学式为：ZnFe₃O₁₁。

上述所述的新型锌铁氧体陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：

1)将纯度大于99.9％的化学原料ZnO、Fe₂O₃分别按ZnFe₃O₁₁化学式称量配料。

2)将上述配置好的化学原料混合，放入球磨罐中，加入玛瑙球和去离子水，球磨21-24h，将球磨后的原料于红外干燥箱中烘干，过筛；

3)烘干过筛后粉末，再用粉末压片机压成圆片；

4)将圆片于1180～1240℃烧结2～6h，即得新型锌铁氧体陶瓷材料。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明有益效果如下：