基于Sr-Bi-Mn-O錳酸鹽復(fù)合材料的相結(jié)構(gòu)及多鐵性能的研究.pdf

1、本文通過(guò)溶膠-凝膠法向SrMnO3中引入了Bi3+和Nd3+離子,得到SrxRyMnO3陶瓷的粉體和陶瓷,達(dá)到了在陶瓷塊體中通過(guò)取代來(lái)改變 SrMnO3相結(jié)構(gòu)的目的;向BiMnO3中引入鐵電相Bi4Ti3O12,有效地降低了漏電流,改善了材料的鐵電性能和介電性能。
　　利用冰乙酸-乙二醇體系制備了SrBi(Nd)MnO系錳氧化物的粉體和陶瓷;生成的SrCO3雜質(zhì),可以通過(guò)在氧氣充足的氣氛中煅燒及適當(dāng)硝酸酸洗來(lái)去除;BiTiMnO溶

2、膠-凝膠制備中,溶液的混合順序影響成膠的質(zhì)量,利用乙二醇溶解乙酸錳,可以有效地減少有機(jī)溶劑的用量和凝膠干燥的時(shí)間;煅燒粉體時(shí),晶體的晶化溫度在600℃左右;利用共沉淀-水浴加熱法可以在100℃加熱攪拌6小時(shí)的工藝下,在較低溫度合成Bi12MnO20。
　　XPS分析純凈的四方相Sr0.5Bi0.5MnO3中,Mn3+離子和Mn4+離子的含量接近理論比值1:1,是造成材料漏電流增大的原因;SrBiMnO體系陶瓷的燒結(jié)溫度隨著Bi的含

3、量增加而降低;SrNdMnO體系陶瓷的燒結(jié)溫度與Nd含量無(wú)關(guān),均在1200℃左右;空氣中冷卻使得陶瓷中產(chǎn)生雜質(zhì)相較多,該問(wèn)題可以通過(guò)增加保溫時(shí)間來(lái)解決。
　　SrBiMnO體系陶瓷呈現(xiàn)反鐵磁的特性,飽和極化強(qiáng)度較低,約為0.2emu/g;SrNdMnO體系陶瓷為弱磁性,相結(jié)構(gòu)的改變沒(méi)有誘發(fā)材料出現(xiàn)鐵磁性;SrBiMnO和SrNdMnO體系陶瓷的漏導(dǎo)率很大,造成介電損耗升高,介電常數(shù)異常增大,且鐵電性在兩個(gè)組分中均沒(méi)有體現(xiàn);BiTi

4、MnO各個(gè)組分的粉體磁性較弱,矯頑力為0.005T(50Gs),在0.2T時(shí)的剩余極化約為0.0008emu。
　　BiTiMnO陶瓷的介電常數(shù)異常高,達(dá)到了75000～10萬(wàn),在20kHz后介電常數(shù)基本不變,約為15000左右;介電損耗與純相的電介質(zhì)材料Bi4Ti3O12相比高一個(gè)數(shù)量級(jí),為1.5左右;從鐵電的電滯回線上得出,組分為Bi4Mn2Ti1.5O12的陶瓷鐵電性最好,說(shuō)明Ti含量并非越高越好,過(guò)高的Ti含量造成的燒結(jié)溫