一种新型镍铁氧体陶瓷材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种新型镍铁氧体陶瓷材料及其制备方法，其化学式为Ni2Fe8O16，采用NiO和Fe2O3为原料；经过配料、混合、球磨、烘干、过筛、压制成片，于1180～1240℃下烧结，制得新型镍铁氧体陶瓷材料；该材料在1KHz下介电常数为95～104，介电损耗为0.43～0.82，离子电导率为：1.2232～1.5374×10

A New Nickel Ferrite Ceramic Material and Its Preparation Method

【技术实现步骤摘要】
一种新型镍铁氧体陶瓷材料及其制备方法
本专利技术涉及电子信息材料与元器件
，更具体的说是涉及一种新型镍铁氧体陶瓷材料及其制备方法。
技术介绍
层状氧空位铁氧体在光催化、固态电池、储存装置和磁性方面应用广泛。而镍铁氧化物更是在众多领域具有突出的工业化应用前景。例如，cNiFe2O4/PZT复合陶瓷作为ME(MixElement)材料可作为磁场传感器用于直流或者交流测量，传感器或者执行器；poly(3,4-ethylenedioxythiophene)–NiFe2O4纳米复合材料作为超级电容器电极；形态稳健的NiFe2O4纳米纤维用作高容量锂离子电池阳极材料。还可制作自旋电子器件，检测空气中的液化石油气等用途。Ni和Fe的结合物NiFe氢化酶在70年代以来一直受到很大的关注，因为它能够逆分裂重组氢分子，为清洁、高效无污染的可再生氢能的产生找到一种更加经济环保的新途径。其次NiFe还被称为活性OER催化剂，可催化水分解出清洁能源氢气，还可作为可充电金属空气电池的正极。层状氧空位铁氧体的化学通式为：AFexOy,其中A位阳离子多为二价金属。Fe通常根据结构形成FeO6，FeO5或FeO4多面体，而A位阳离子存在于多面体之间。层状氧空位铁氧体中A位阳离子与Fe离子比例的变化可以改变晶体结构，并导致电性能的显著差异，使其在传感、能源等领域存在各种应用潜力，为了探索更多的可能性及更优异的电性能，改变阳离子原子比例是有效途径之一。本专利技术采用固相法制备了一种新型镍铁氧体陶瓷材料Ni2Fe8O16，具有层状氧空位结构特征，且具有较大的离子导电率，国内外未见相关报道。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种离子电导率高、制备工艺简单，可以应用到电池领域中的新型镍铁氧体陶瓷材料及其制备方法。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种新型镍铁氧体陶瓷材料，其化学式为Ni2Fe8O16。一种新型镍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NiO、Fe2O3分别按Ni2Fe8O16化学式称量配料；(2)将所述步骤(1)中配好的原料混合，然后放入球磨罐中球磨，将球磨后的原料于红外干燥箱中烘干，过筛；(3)烘干所述步骤(2)中过筛后的原料，再用粉末压片机压成圆片；(4)将所述步骤(3)中得到的圆片在高温下烧结，得到所述新型镍铁氧体陶瓷材料；优选的，所述步骤(2)中球磨罐为尼龙罐，球磨时还需要在球磨罐中加入玛瑙球和去离子水，球磨22-24h。优选的，所述步骤(4)中烧结温度为1180～1240℃，烧结时间为2-6h。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术制备的Ni2Fe8O16镍铁氧体陶瓷材料，其烧结温度为：1180～1240℃，在1KHz下，介电常数为95～104，介电损耗为0.43～0.82，离子电导率为：1.2232～1.5374×10-4S/cm。此外，该制备工艺简单，制得的材料具有较大的离子电导率，可广泛应用于电池领域。具体实施方式下面将结合本专利技术的实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1采用纯度大于99.9％的化学原料NiO、Fe2O3制备Ni2Fe8O16陶瓷。具体制备步骤如下：(1)将NiO、Fe2O3分别按Zn:Fe摩尔比1:4称量配料，混合后将原料加入尼龙罐中，球磨21h；将球磨后的原料置于红外干燥箱中烘干过筛；(2)再用粉末压片机以8MPa的压力压成Φ10mm×5mm的圆片；(3)将圆片于1180℃烧结2h。实施例2采用纯度大于99.9％的化学原料NiO、Fe2O3制备Ni2Fe8O16陶瓷。具体制备步骤如下：(1)将NiO、Fe2O3分别按Zn:Fe摩尔比1:4称量配料，混合后将原料加入尼龙罐中，球磨24h；将球磨后的原料置于红外干燥箱中烘干过筛；(2)再用粉末压片机以2MPa的压力压成Φ12mm×1mm的圆片；(3)将圆片于1180℃烧结2h。实施例3采用纯度大于99.9％的化学原料NiO、Fe2O3制备Ni2Fe8O16陶瓷。具体制备步骤如下：(1)将NiO、Fe2O3分别按Zn:Fe摩尔比1:4称量配料，混合后将原料加入尼龙罐中，球磨24h；将球磨后的原料置于红外干燥箱中烘干过筛；(2)再用粉末压片机以5MPa的压力压成Φ10mm×5mm的圆片；(3)将圆片于1200℃烧结2h。实施例4-7申请人以实施例3的技术方案为准，改变其中的球磨时间、烧结温度、烧结时间等参数，来制备新型镍铁氧体陶瓷材料，具体参数参见表1。进一步地，申请人对实施例1-7制备的材料用4294阻抗分析仪测试其介电性能以及用CHI660E电化学工作站测试其离子电导率，结果参见表1。表1从表1中可以得知，本专利技术制备的新型镍铁氧体陶瓷材料具有较大的离子电导率。本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本专利技术。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本专利技术的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本专利技术将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型镍铁氧体陶瓷材料，其特征在于，其化学式为Ni2Fe8O16。

【技术特征摘要】
1.一种新型镍铁氧体陶瓷材料，其特征在于，其化学式为Ni2Fe8O16。2.一种新型镍铁氧体陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将化学原料NiO、Fe2O3分别按Ni2Fe8O16化学式称量配料；(2)将所述步骤(1)中配好的原料混合，然后放入球磨罐中球磨，将球磨后的原料于红外干燥箱中烘干，过筛；(3)烘干所述步骤(2)中过筛后的原料，再用粉末压片机压成圆片；(...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖擎玮，任赞，廖柯璇，雷欧，秦雷，王丽坤，
申请(专利权)人：北京信息科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11