The invention relates to a highly dense ferroelectric ceramics with quasi-isomorphic crystal structure and a preparation method thereof, and relates to a highly dense ferroelectric ceramics and a preparation method thereof. In order to solve the problems of low densification, low polarization and difficult realization of magnetoelectronic coupling of polycrystalline Polyferric ceramics prepared by existing methods. The general formula of the highly dense ferroelectric ceramics is Bi1_xRxFe1_yByO3. METHODS: First, preparation of Bi1_xRxFe1_yByO3 pure phase powder; second, grinding and granulating the ceramic powder to obtain the granulated powder; third, drying the granulated powder, pre-pressing and gelling to prepare the ceramic plain blank; fourth, preparation of Bi1_xRxFe1_yByO3 ceramic block. The grain size of the ferroelectric ceramics is small, and the relative density is as high as 95%-97%. The ceramics have three phases of uniform ferroelectric, antiferroelectric and paraelectric structure. The iron electrodes of ceramics have been greatly improved. The invention is applied to the field of ferroelectric ceramics.
【技术实现步骤摘要】
具有准同型晶相结构的高致密化铁电陶瓷及其制备方法
本专利技术涉及一种高致密化铁电陶瓷及其制备方法。
技术介绍
铁酸铋(BiFeO3)同时具有铁电性与微弱的铁磁性,是目前唯一的室温单相多铁材料,其单晶自发极化值超过90μC/cm2,具有非常大的基于磁电耦合效应的应用潜力。并且利用这种磁电效应可以制作高密度存储器、磁电换能器、磁电传感器、新型磁控电控器件等,为发展新型多功能器件提供了更大的自由度。但BiFeO3本身的G-型反铁磁结构具有磁螺旋周期,这决定了其磁性非常微弱;BiFeO3的R3c晶体对称性决定了其极化难以翻转;另外,BiFeO3合成过程中易产生杂质相,陶瓷致密度低,漏电流较大,这些都限制了BiFeO3磁电耦合效应的实现,不利于实际应用。
技术实现思路
本专利技术是要解决现有方法制备多晶多铁性陶瓷致密化低、极化小及磁电耦合实现困难的问题,提供具有准同型晶相结构的高致密化铁电陶瓷及其制备方法。本专利技术具有准同型晶相结构的高致密化铁电陶瓷的组成通式是:Bi1-xRxFe1-yByO3,其中R为钕元素、铒元素、镧元素、钐元素、铕元素、钆元素、镝元素或钬元素,B为钛元素或钽元素;0<x≤0.4,0<y≤0.1,x、y均为摩尔分数。上述具有准同型晶相结构的高致密化铁电陶瓷的制备方法,包括以下步骤:一、Bi1-xRxFe1-yByO3纯相粉体的制备:①依照化学式Bi1-xRxFe1-yByO3,其中0<x≤0.4,0<y≤0.1,按照(1-x):x:(1-y):y的物质的量的比例称取铋盐、R盐、铁盐和B盐,将铋盐与R盐一组,铁盐一组,每组盐 ...
【技术保护点】
1.具有准同型晶相结构的高致密化铁电陶瓷,其特征在于该高致密化铁电陶瓷的通式是:Bi1‑xRxFe1‑yByO3,其中R为钕元素、铒元素、镧元素、钐元素、铕元素、钆元素、镝元素或钬元素,B为钛元素或钽元素;0<x≤0.4,0<y≤0.1。
【技术特征摘要】
1.具有准同型晶相结构的高致密化铁电陶瓷,其特征在于该高致密化铁电陶瓷的通式是:Bi1-xRxFe1-yByO3,其中R为钕元素、铒元素、镧元素、钐元素、铕元素、钆元素、镝元素或钬元素,B为钛元素或钽元素;0<x≤0.4,0<y≤0.1。2.具有准同型晶相结构的高致密化铁电陶瓷的制备方法,其特征在于该方法包括以下步骤:一、Bi1-xRxFe1-yByO3纯相粉体的制备:①依照化学式Bi1-xRxFe1-yByO3,其中0<x≤0.4,0<y≤0.1,按照(1-x):x:(1-y):y的物质的量的比例称取铋盐、R盐、铁盐和B盐,将铋盐与R盐一组,铁盐一组,每组盐分别溶解于冰乙酸中,加热搅拌至盐完全溶解,冷却至室温,分别加入乙二醇,继续搅拌,分别得到铋盐/R盐溶液和铁盐溶液,其中Bi按摩尔比过量1%~10%称量;向B盐中缓慢滴加乙二醇,搅拌至澄清,得到B盐溶液;②将B盐溶液缓慢倒入铋盐/R盐溶液中,搅拌10~30min,得到混合盐溶液;③将铁盐溶液倒入混合盐溶液中,搅拌40~60min,得到均匀、透明的混合溶液;④将混合溶液倒入数个培养皿中,放入35~45℃烘箱,烘干3~6天,然后调至55~65℃,烘干3~5天,得到干凝胶;⑤将干凝胶研磨,然后放入氧化铝坩埚中,以1℃/min升温至290~310℃,保温1~2h;然后以3~5℃/min升温至550℃,保温1~2h,随炉冷却至室温,得到Bi1-xRxFe1-yByO3纯相陶瓷粉体;二、将步骤一中制备的Bi1-xRxFe1-yByO3陶瓷粉体在玛瑙研钵中研磨,加入粘结剂造粒,陶瓷粉体与粘结剂的质量比为(49~19):1,造粒过程中粘结剂分为多次滴加,每次滴加3~10滴,每次滴加完后继续研磨粉体至接近干燥状态,再进行下一次滴加,直至粘结剂滴加完,得到造粒后的粉体;三、将步骤二中造粒后的粉体在50~70℃烘箱烘干3~5min,用直径为10~50mm的钢化模具,在150~200MPa的压力下,保压3~5min,预压成块体;然后将块体打碎,研磨,过100~200目筛子;...
【专利技术属性】
技术研发人员:柯华,张利伟,张洪军,李方喆,罗蕙佳代,曹璐,
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学,
类型:发明
国别省市:黑龙江,23
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