一種多鐵材料及制備方法技術

一種多鐵材料及制備方法，屬于多鐵材料技術領域。該材料為金紅石結構，化學組成為FeTiNbO6；將Fe2O3、Nb2O5和TiO2球磨混合、烘干，放入密閉的坩堝中預燒，然后研碎，加入聚乙烯醇進行造粒，過80目篩后，壓制成坯片；將坯片在700℃下排膠，置于密閉的坩堝中，在900~1400℃下燒結，保溫2~6h。本發明專利技術金紅石型多鐵材料結構穩定、制備方法簡單、成本低、易于操作。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種多鐵材料，尤其涉及一種金紅石型鐵磁-鐵電陶瓷材料及其制備方法，屬于多鐵材料

技術介紹
多鐵材料具有多重鐵性(如鐵磁性，鐵電性，鐵彈性等)，由于其巨大的潛在應用前景，已發展成為一個很重要的研究領域，其中鐵電性與磁性共存，磁電強耦合效應是研究工作的中心問題。對于多鐵材料的研究目前多集中在鈣鈦礦結構的材料中，盡管這些材料電學性能優異，但是單一的鈣鈦礦結構的多鐵材料嚴重限制了多鐵材料在半導體微電子器件領域的商業應用。金紅石結構的TiO2是一種寬帶隙(3. 05eV)半導體材料，沿c軸具有大的靜態介電 常數(165-250)，在微波介電領域有重要應用。同時金紅石型TiO2是一種典型的先兆型鐵電體，已有研究人員發現對二氧化鈦進行摻雜，可以使其在保留結構的同時誘發其鐵電性的產生。本專利技術的金紅石型多鐵材料在利用鐵離子和鈮離子對二氧化鈦進行摻雜誘發其鐵電性的同時，誘發其磁性的產生，使其成為一種新型無鉛的鐵磁-鐵電材料，是一種具有潛在研究價值的新型多鐵性材料。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種新型的金紅石型鐵磁-鐵電材料及其制備方法，該方法制備的多鐵性材料在具有一定的弛豫鐵電性的同時也表現出了一定的磁學特征。為實現上述目的，本專利技術采取以下技術方案本專利技術一種多鐵材料，其特征在于，多鐵性材料為金紅石結構的鐵離子和鈮離子對二氧化鈦進行摻雜的陶瓷材料，化學組成式為FeTiNb06。上述金紅石結構的多鐵材料具體制備方法，采用固相合成工藝制備出鐵、鈮摻雜二氧化鈦金紅石結構陶瓷，包括如下步驟(I)首先將Fe203、Nb2O5和TiO2,按摩爾比1: 1:2進行配料；(2)將步驟(I)配好的料放入球磨機中混料，要求混合均勻，得到球磨料；(3)將步驟(2)中混合好的原料放入烘箱中烘干；(4)將步驟(3)中烘干的原料混合粉體放入密閉的坩堝中，置于爐中升溫至80(Γ1200 下預燒，保溫時間為2 6h ；(5)將步驟(4)獲得的塊體在研缽中研碎，加入該粉料重量的f 5wt%的聚乙烯醇進行造粒，過80目篩后，在12(T300Mpa下壓制成坯片；(6)將步驟(5)壓制得到的坯片在700°C下進行排膠之后置于密閉的坩堝中，在90(Tl40(rC下燒結，保溫2 6h。與現有技術相比，本專利技術具有如下有益效果(I)本專利技術的金紅石型多鐵材料在利用鐵離子和鈮離子對二氧化鈦進行摻雜誘發其鐵電性的同時，誘發其磁性的產生，使其成為一種新型無鉛的鐵磁-鐵電材料，是一種具有潛在研究價值的新型多鐵性材料。(2)本專利技術的金紅石型多鐵材料結構穩定、制備方法簡單、成本低、易于操作。附圖說明圖I給出了實施例3合成的FeTiNbO6陶瓷的XRD圖譜；圖2給出了實施例3合成的FeTiNbO6陶瓷的介電溫譜；圖3給出了實施例3合成的FeTiNbO6陶瓷的磁滯回線。具體實施方式 結合以下實施例對本專利技術進一步說明，但以下實施例并不構成對本專利技術的限制。實施例I :本實施例I為一種金紅石結構的多鐵材料的制備方法，具體步驟如下(I)首先將Fe203、Nb2O5和TiO2,按照摩爾比1: 1:2進行配料。(2)將步驟(I)配好的料放入球磨機中混料，要求混合均勻，得到球磨料；(3)將步驟(2)中混合好的原料放入烘箱中烘干。(4)將步驟(3)中烘干的原料混合粉體放入密閉的坩堝中，置于爐中升溫至900°C下預燒，保溫時間為4h。(5)將步驟(4)獲得的塊體在研缽中研碎，加入該粉料重量的f 5wt%的聚乙烯醇進行造粒，過80目篩后,在120 300Mpa下壓制成直徑度為11. 5mm、厚度為O. 5 2mm的薄還片。(6)將步驟(5)壓制得到的薄坯片在700°C下進行排膠之后置于密閉的坩堝中，在1000°C下燒結，保溫5h后得到陶瓷片。實施例2 (I)首先將Fe203、Nb2O5和TiO2,按照摩爾比1: 1:2進行配料。(2)將步驟(I)配好的料放入球磨機中混料，要求混合均勻，得到球磨料；(3)將步驟(2)中混合好的原料放入烘箱中烘干。(4)將步驟(3)中烘干的原料混合粉體放入密閉的坩堝中，置于爐中升溫至1000°C下預燒，保溫時間為4h。(5)將步驟(4)獲得的塊體在研缽中研碎，加入該粉料重量的f 5wt%的聚乙烯醇進行造粒，過80目篩后,在120 300Mpa下壓制成直徑度為11. 5mm、厚度為O. 5 2mm的薄還片。(6)將步驟(5)壓制得到的薄坯片在700°C下進行排膠之后置于密閉的坩堝中，在1100°C下燒結，保溫5h后得到陶瓷片。實施例3 (I) Fe203、Nb2O5 和 TiO2，按照摩爾比 1:1:2 進行配料。(2)將步驟(I)配好的料放入球磨機中混料，要求混合均勻，得到球磨料；(3)將步驟(2)中混合好的原料放入烘箱中烘干。(4)將步驟(3)中烘干的原料混合粉體放入密閉的坩堝中，置于爐中升溫至1050°C下預燒，保溫時間為4h。(5)將步驟(4)獲得的塊體在研缽中研碎，加入該粉料重量的f 5wt%的聚乙烯醇進行造粒，過80目篩后,在120 300Mpa下壓制成直徑度為11. 5mm、厚度為O. 5 2mm的薄還片。(6)將步驟(5)壓制得到的薄坯片在700°C下進行排膠之后置于密閉的坩堝中，在1125°C下燒結，保溫5h后得到陶瓷片。圖I給出了實施例3合成的FeTiNbO6陶瓷的XRD圖譜； 圖2給出了實施例3合成的FeTiNbO6陶瓷的介電溫譜；圖3給出了實施例3合成的FeTiNbO6陶瓷的磁滯回線。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種多鐵材料，其特征在于，多鐵性材料為鐵離子和鈮離子對二氧化鈦進行摻雜的金紅石結構的陶瓷材料，化學組成式為：FeTiNbO6。

【技術特征摘要】
1.一種多鐵材料，其特征在于，多鐵性材料為鐵離子和鈮離子對二氧化鈦進行摻雜的金紅石結構的陶瓷材料，化學組成式為FeTiNb06。2.制備權利要求I的一種多鐵材料的方法，其特征在于，采用固相合成工藝制備出鐵、鈮摻雜二氧化鈦金紅石結構陶瓷，包括如下步驟 (1)首先將Fe203、Nb2O5和TiO2,按摩爾比1:1:2進行配料； (2)將步驟(I)配好的料放入球磨機中混料，要求混合均勻，得到球磨料； (3)將步驟...

【專利技術屬性】
技術研發人員：侯育冬，王賽，朱滿康，劉晶冰，王如志，張銘，宋雪梅，汪浩，嚴輝，
申請(專利權)人：北京工業大學，
類型：發明
國別省市：