本发明专利技术公开了一种具有磁电共振特征的颗粒型复合陶瓷材料，其化学式为：(100-x)NaNbO3-xNiFe2O4，其中NiFe2O4的摩尔量为x=15～45；以Na2CO3、Nb2O5、NiO和Fe2O3为原料，采用固相法，经配料、球磨、于900~1150℃预烧，再经压制成型，于1100℃~1200℃烧结。本发明专利技术具有均匀性好、粗糙度小、无微裂纹，性能稳定，且具有良好的电学性能、磁性能及磁电效应等优点，在谐振频率获得较大的磁电耦合系数，可用于制造集成的多功能磁/电器件，且制备工艺简单，无毒，污染小，具有广泛的应用领域。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术是关于磁电复合陶瓷材料的，特别涉及一种具有磁电耦合效应及磁电共振特征的无铅颗粒型磁电复合陶瓷材料及其制备方法。
技术介绍
多铁性材料(如既有铁电性又有铁磁性的磁电复合材料等)不但具备各种单一的铁性，而且通过铁性的耦合复合协同作用，具有一些新的效应，如磁电效应即可以通过磁场控制电极化或者通过电场控制磁极化，能够产生全新的器件范例——电场控制的磁数据存储。多铁性材料为发展基于铁电一磁性集成效应的新型信息存储处理以及磁电器件等提供了巨大潜在应用前景，它可用做磁场与电场的转换器。他们还可以用于制作衰减器、过滤器、场探针，以及电场控制磁化的数据记录装置，近来已成为国际上一个新的研究领域。目前多铁材料主要分为单相化合物多铁材料和复相混合物多铁材料，由于具有本征单相多铁化合物比较稀少且其居里温度低，不利于实际应用。磁电复合材料因为具有较高的Neel和Curie温度、磁电转换系数大等优点，受到了人们的广泛关注。在这种复合材料中，磁电效应产生于铁磁、铁电要素之间的弹性耦合作用。电场诱发铁电相的应变，这种应变 传递到铁磁体上,从而导致磁极化。第一个复合材料体系BaTiO3-CoFe2O4在20世纪70年代被报道，其后，一系列BaTi03、Pb (Zra5Tia5)O3系复合材料体系相继被研究。如 R. A.1slam 等报道了 Pb (Zra52Tia48) O3-Nia8Zna2Fe2O4 体系在 IkHz 下的磁电系数为 155mV · cm 1 · Oe 1 (“Effect of piezoelectric grain size on magnetoelectriccoefficient ofPb (Zr0 52Ti0.48) O3-Ni0 8Zn0 2Fe204 particulate composites”，J. Mater.Sc1. 2008, 43:3560), SNarendra Babu 等报道的 Naci 5Bici 5TiCVCoFe2O4 系统具有优异的磁电率禹合特性(“Electric fieldtunable magnetic properties of lead-free Na0 5Bi0 5Ti03/CoFe204multifer;roic Composites” J. Appl. Phys. 2011，109:07D911),周云等利用传统固相法制备了 CoFe204-本专利技术的目的，是提供一种具有良好的电学性能、磁性能、磁电效应及磁电共振特征的无铅、无毒的新型磁电复合材料体系及其制备方法。本专利技术以Na2C03、Nb205、Ni0和Fe2O3为原料，采用固相法制备磁电复合陶瓷材料。本专利技术通过如下技术方案予以实现。一种具有磁电共振特征的颗粒型复合陶瓷材料，该复合陶瓷材料由铁电材料NaNbO3和铁磁材料NiFe2O4均匀混合制成，其化学式为(100_χ) NaNbO3-XNiFe2O4,其中χ=15 45 ；该具有磁电共振特征的颗粒型复合陶瓷材料的制备方法，具有如下步骤(I)将原料Na2CO3和Nb205、NiO和Fe2O3按化学计量式NaNbO3和NiFe2O4进行配料，分别制备NaNbO3和NiFe2O4 ;再将NaNbO3和NiFe2O4按摩尔百分比含量为(100-χ)NaNbO3-XNiFe2O4，其·中χ=15 45进行配料，以料去离子水锆球的质量比为1:1:1. 5的比例置于聚酯罐中，球磨12小时；(2)将步骤(I)球磨后的原料置于干燥箱中，于10(Tl2(rC烘干，过40目筛；(3)将步骤(2)烘干、过筛后的粉料放入中温炉中，于90(Tll5(rC预烧，保温2 8小时；(4)将步骤(3)预烧后的粉料外加质量百分比为8% 10%的石蜡作为粘合剂进行造粒，过80目筛，用粉末压片机压制生坯，压片机压力为4 8MPa;(5)将步骤(4)的生坯于1100°C 1200°C烧结，保温2 8小时，制得具有磁电共振特征的颗粒型复合陶瓷材料。所述步骤(I)的球磨采用行星式球磨机，转速为1000转/分。所述步骤(4)的粉末压片机的压力为6MPa。所述步骤(4)采用的烧结温度为1150°C。所述步骤(5)的保温时间为4小时。本专利技术的磁电复合材料具有均匀性好、粗糙度小、无微裂纹，性能稳定，且具有良好的介电性能、铁磁性能且在共振频率具有较大磁电耦合效应等优点，烧结温度为110(Tl20(TC，在IOM IGHz频率下具有良好的介电和铁磁性能，55NaNb03_45NiFe204体系在谐谐振频率下的最大磁电效系数为121. 900e · cm · kV_1 (12. 8kHz, 3000Gauss)。可用于制造集成的多功能磁/电器件，且制备工艺简单，无毒，污染小，具有广泛的应用领域。具体实施例方式本专利技术以Na2CO3 (分析纯)，Nb2O5 (分析纯)，NiO (分析纯)，Fe2O3 (分析纯)为初始原料，通过固相法制备多铁性复合材料，具体实施例如下实施例1 (I)将Na2CO3和Nb205、NiO和Fe2O3按化学计量式NaNbO3和NiFe2O4进行配料，分别制备 NaNbO3 和 NiFe2O4 ;将 NaNbO3 和 NiFe2O4 按摩尔比为 85:15，75:25，65:35，55:45 进行混合，分别为实施例1-1、1_2、1-3、1-4 (详见表I);取14g的混合粉料放入聚酯罐中，以料去离子水错球的质量比为1:1:1. 5的比例加入聚酯罐中,在行星式球磨机上球磨4小时，球磨机转速为1000转/分；(2)将球磨后的原料置于干燥箱中，于120°C烘干，然后过40目筛；(3)将烘干、过筛后的粉料放入中温炉，于900°C预烧，保温4小时；(4)预烧后的粉料外加质量百分含量为8%的石蜡粘合剂进行造粒，过80目筛后，用粉末压片机在4MPa的压力下将粉末压成直径为20mm,厚度为5_的生还；(5)将生坯在1100°C烧结，保温4小时，制得磁电复合陶瓷材料。将样品通过安捷伦E4991阻抗分析仪、磁电效应测试系统及相关测试夹具测试所得制品的介电性能，磁性能及磁电系数，具体测试结果详见表I。表I本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有磁电共振特征的颗粒型复合陶瓷材料，该复合陶瓷材料由铁电材料NaNbO3和铁磁材料NiFe2O4均匀混合制成，其化学式为(100?x)NaNbO3?xNiFe2O4，其中x=15～45。该具有磁电共振特征的颗粒型复合陶瓷材料的制备方法，具有如下步骤：（1）将原料Na2CO3和Nb2O5、NiO和Fe2O3按化学计量式NaNbO3和NiFe2O4进行配料，分别制备NaNbO3和NiFe2O4；再将NaNbO3和NiFe2O4按摩尔百分比含量为(100?x)NaNbO3?xNiFe2O4，其中x=15～45进行配料，以料：去离子水：锆球的质量比为1:1:1.5的比例置于聚酯罐中，球磨12小时；（2）将步骤（1）球磨后的原料置于干燥箱中，于100~120℃烘干，过40目筛；（3）将步骤（2）烘干、过筛后的粉料放入中温炉中，于900~1150℃预烧，保温2~8小时；（4）将步骤（3）预烧后的粉料外加质量百分比为8%~10%的石蜡作为粘合剂进行造粒，过80目筛，用粉末压片机压制生坯,压片机压力为4~8MPa；（5）将步骤（4）的生坯于1100℃~1200℃烧结，保温2~8小时，制得具有磁电共振特征的颗粒型复合陶瓷材料。...
【技术特征摘要】
1.一种具有磁电共振特征的颗粒型复合陶瓷材料，该复合陶瓷材料由铁电材料NaNbO3和铁磁材料NiFe2O4均匀混合制成，其化学式为(100-x) NaNbO3-XNiFe2O4，其中x=15 45。该具有磁电共振特征的颗粒型复合陶瓷材料的制备方法，具有如下步骤 (1)将原料Na2CO3和Nb2O5'NiO和Fe2O3按化学计量式NaNbO3和NiFe2O4进行配料，分别制备NaNbO3和NiFe2O4 ；再将NaNbO3和NiFe2O4按摩尔百分比含量为(100-χ)NaNbO3-XNiFe2O4，其中χ=15 45进行配料，以料去离子水锆球的质量比为1:1:1. 5的比例置于聚酯罐中，球磨12小时； (2)将步骤(I)球磨后的原料置于干燥箱中，于10(Tl2(rC烘干，过40目筛； (3)将步骤(2)烘干、过筛后的粉料放入中温炉中，于90(Tl...
【专利技术属性】
技术研发人员：李玲霞，韩叶梅，夏往所，张明名，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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