BiFeO3摻雜與復合陶瓷的制備和性能研究.pdf

1、多鐵性材料是指在一定溫度范圍內(nèi)同時展現(xiàn)出兩種或兩種以上鐵的基本性能的材料。如:鐵電性(反鐵電性)、鐵磁性(反鐵磁性)或鐵彈性。而BiFeO3是少數(shù)在室溫下同時具有兩種結構有序的天然多鐵性材料之一,是最有希望在室溫下實現(xiàn)磁電效應的材料。但其一般有幾個缺陷,如純相的BiFeO3制備困難,漏電流過大使其難以得到飽和的極化回線,并且較弱的鐵磁性在室溫下也很難被測出,這些都限制了其應用。
　　 本文采用固相燒結工藝制備了A位Pr摻雜BiF

2、eO3單相多鐵性陶瓷和xNiFe2O4-(1-x)Bi1-xPrxFeO3(0　　 對于BiFeO3多鐵陶瓷A位Pr摻雜實驗發(fā)現(xiàn),不管是摻雜量變化還是燒結溫度變化,所有樣品均已形成了簡單鈣鈦礦相,與純相BiFeO3的結構相同,而且物相純度明顯得以優(yōu)化。在燒結溫度與燒結時間不變的情況下,Bi1-xPrxFeO3系列陶瓷樣品的物相純度隨著摻雜

3、量的增加均有提高,樣品在x=0.15時最純。研究樣品在900℃,燒結時間為2h的Bi1-xPrxFeO3系列陶瓷時發(fā)現(xiàn),當x=0時磁性最弱,但隨著摻雜量x的增加,磁性逐漸地增強,當摻雜量增加到0.15時宏觀磁性明顯地增強。另外,Pr2O3的添加對BiFeO3陶瓷的介電性能和鐵電性能也都有了一定的改善。陶瓷樣品的介電常數(shù)隨摻雜量的增加而增大,而介電損耗除x=0.05外,都略有減小。而在摻雜量與燒結時間不變的情況下,Bi0.85Pr0.15

4、FeO3系列陶瓷樣品隨著燒結溫度的增加,雜相基本消失。樣品燒結到900℃時,物相最好。并且,樣品的磁性能也有了顯著地提高,剩余磁化值增大到0.0122emu／g。此外,樣品的介電性能與純相BiFeO3相比,也有了明顯地改善。
　　 對于xNiFe2O4-(1-x)Bi1-xPrxFeO3(0≤x≤0.9)復合陶瓷實驗發(fā)現(xiàn),此復合陶瓷樣品中僅含有鈣鈦礦結構的BiFeO3和尖晶石結構的NiFe2O4,沒有出現(xiàn)其它雜相。對于此復合陶瓷