溶液絡(luò)合法制備BiFe1-xCrxO3系多重鐵性陶瓷粉體.pdf

1、作為一種典型的單相多鐵性材料，鉍鐵氧體(BiFeO3)具有鈣鈦礦結(jié)構(gòu)，是少數(shù)在室溫下同時(shí)具有鐵電性和磁性的材料之一，室溫下呈反鐵磁有序(尼爾溫度為673K)和鐵電有序(鐵電居里溫度為1103K)。BiFeO3剩余極化值pr可達(dá)到90μC/cm2，接近強(qiáng)鐵電材料鋯鈦酸鉛(PbZrxTi1-xO3)的性能，成為無鉛鐵電材料的重要候選材料之一。因而，BiFeO3在新型存儲(chǔ)器件，自旋電子器件方面都有著廣泛的應(yīng)用前景并受到了廣泛的關(guān)注。目前，盡管

2、通過解決BiFeO3薄膜的漏導(dǎo)獲得了大的剩余極化，其室溫下弱的磁性卻沒有得到大的改善，離應(yīng)用還有差距。因此如何增強(qiáng)BiFeO3的磁性是目前需要解決的最主要的問題。另一方面，BiFeO3中Fe容易出現(xiàn)變價(jià)，導(dǎo)致漏導(dǎo)增加，也影響其本身的磁性質(zhì)。因此如何獲得純的單相BiFeO3和探索提高其鐵磁性能的方法是很有意義的工作。
　　本文的研究目的在于通過簡單的基于乙二胺四乙酸(EDTA)絡(luò)合的溶膠-凝膠法來制備純的BiFe03，并能夠獲得一個(gè)

3、較低的燒結(jié)溫度，保證BiFeO3的陶瓷粉體有良好的活性，能壓制和燒結(jié)出密實(shí)且電磁藕合性能良好的BiFeO3陶瓷片。此外，通過制備B位摻雜Cr的BiFeO3陶瓷粉體，以期改善BiFeO3的電磁性能。
　　本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)果摘要如下:
　　(1)采用EDTA作為絡(luò)合劑，氨水作為pH值的調(diào)解劑，用簡單的溶膠凝膠工藝制備出純的BiFeO3陶瓷粉體。制備了不同的鉍鐵摩爾比的前驅(qū)體溶液，以研究鉍的氧化物在高溫下?lián)]發(fā)對(duì)產(chǎn)物的影響。并

4、通過對(duì)鉍過量3mol％和5mol%的試樣在不同溫度下鍛燒后的試樣的分析，來探察其前驅(qū)體形成陶瓷粉體的微觀變化。
　　(2)采用與(1)相同的工藝制備了Fe位被少量Cr摻雜的鉍鐵氧陶瓷粉。通過XRD、SEM和紅外光譜等的分析，發(fā)現(xiàn)Cr很難摻雜BiFeO3的B位。
　　(3)試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)雖然BiFeO3中的Fe位很難被Cr取代，而Fe2O3中的Fe位卻很容易被Cr取代。故嘗試了先合成鐵鉻氧化物，在600℃煅燒獲得活性比較好的鐵

5、鉻氧體，再用Bi的絡(luò)合溶液包覆的方法制備摻雜Cr的鉍鐵氧陶瓷粉體。對(duì)其主要進(jìn)行了XRD分析，沒有得到預(yù)想的產(chǎn)物，鉍和鐵、鉻分別形成了化合物。但是，對(duì)其電磁性能的測試結(jié)果顯示，摻雜了Cr之后的產(chǎn)物的鐵磁性能較之前有改進(jìn)。但對(duì)其物相的分析還有待深入。
　　(4)本文還對(duì)試樣的性能分析的手段主要為XRD，再輔以差熱分析，紅外光譜分析和SEM特別進(jìn)行了對(duì)BiFeO3制備過程中雜質(zhì)的去除分析。
　　本課題的研究為單相BiFeO3的制備