專利名稱：一種YFeO₃ 基雙相磁電復(fù)合材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料科學領(lǐng)域，具體涉及ー種YFeO3基雙相磁電復(fù)合材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
隨著移動通訊和計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，使得各種電子設(shè)備變得更加高度集成 化、多功能化、小型化和快速響應(yīng)化。由于電子設(shè)備的微型化和小型化是必然趨勢，因此，迫切需要ー種材料同時具有兩種或兩種以上的性能，以減小電路板有限空間的消耗，進ー步實現(xiàn)小型化?；诖?，同時具有鐵電性和鐵磁性的磁電材料應(yīng)運而生。然而，磁電単相材料的種類非常少。大多數(shù)情況下，人們把具有鐵電性的材料與鐵磁性的材料進行復(fù)合，所得復(fù)合材料同時具有鐵電相和鐵磁相。磁電復(fù)合材料就能夠使用更少的資源，占用更少的體積。因此，研究開發(fā)出高效的磁電復(fù)合材料對于大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展有著十分重要的意義。由于磁復(fù)合材料的獨特性質(zhì)，其在微波領(lǐng)域、高壓輸電線路的電流測量、寬波段磁探測、磁場感應(yīng)器等領(lǐng)域有著廣泛而重要的用途。YFeO3是一種多鐵材料，在室溫下具有鐵電性和反鐵磁性，奈爾溫度為640K，室溫下呈現(xiàn)出非常弱的鐵磁性。另外，YFeO3是熱力學不穩(wěn)定相，采用固相法很難合成純相的YFe03。因而采用常規(guī)方法無法得到Y(jié)FeO3基磁電復(fù)合材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供ー種制備エ藝簡單的YFeO3雙相磁電復(fù)合材料及其制備方法，該復(fù)合材料的介電常數(shù)為5000 60000(100赫茲)，飽和磁化強度為2. 2 6. 5emu/g。為達到上述目的，本發(fā)明的制備方法如下I)按化學通式Y(jié)3Fe5O12,取分析純的Y2O3和Fe2O3配制后球磨均勻,然后烘干，過篩，壓塊，經(jīng)1200-1250°C預(yù)燒2-6小吋，然后將所得塊狀樣品粉碎后過120目篩得到Y(jié)3Fe5O12粉體；2)按化學通式Baa8Sra2TiO3，取分析純的BaCO3, SrCO3和TiO2配制后球磨均勻，然后烘干，過篩，壓塊，經(jīng)1150-1200°C預(yù)燒2-6小時,然后將所得塊狀樣品粉碎后過120目篩得到 Baa8Sra2TiO3 粉體；3)將Y3Fe5O12粉體和Baa8Sra2TiO3粉體混合均勻得混合粉體，其中Y3Fe5O12粉體占混合粉體質(zhì)量的20-60% ；4)向混合粉體中加入混合粉體質(zhì)量8% 15%的PVA粘合劑造粒，經(jīng)60目與120目篩網(wǎng)過篩，得到所需復(fù)合材料的混合粉末；5)將復(fù)合材料的混合粉末按需要壓制成型，在550°C，保溫排除粘合劑PVA，在1350-1370°C下燒結(jié)2個小時成瓷，得到Y(jié)FeO3基雙相磁電復(fù)合材料。所述的PVA粘合劑采用質(zhì)量濃度為5%的聚こ烯醇水溶液。按本發(fā)明的制備方法制成的復(fù)合材料的化學通式為XYFeO3/ (I-X)Baa8Sra2TiO3,其中，X為YFeOx的質(zhì)量百分數(shù)，且0. 2 ^ X ^ 0. 6，該復(fù)合材料在100赫茲時的介電常數(shù)為5000 60000，飽和磁化強度為2. 2 6. 5emu/g。本發(fā)明所制備的磁電復(fù)合材料為ー種新型的復(fù)合材料。該復(fù)合材料的介電常數(shù)為5000 60000 (100赫茲)，飽和磁化強度為2. 2 6. 5emu/g。


圖I為當Y3Fe5O12的質(zhì)量比為60%, Baa8Sra2TiO3的質(zhì)量比為40%，燒結(jié)溫度為1350°C時制備的復(fù)合材料的XRD圖；圖2為當Y3Fe5O12的質(zhì)量比為50%，Baa8Sra2TiO3的質(zhì)量比為50%，燒結(jié)溫度為1355°C時制備的復(fù)合材料的XRD圖；圖3為當Y3Fe5O12的質(zhì)量比為40%，Baa8Sra2TiO3的質(zhì)量比為60%，燒結(jié)溫度為1360°C時制備的復(fù)合材料的XRD圖；·圖4為當Y3Fe5O12的質(zhì)量比為30%，Baa8Sra2TiO3的質(zhì)量比為70%，燒結(jié)溫度為1365°C時制備的復(fù)合材料的XRD圖；圖5為當Y3Fe5O12的質(zhì)量比為20%，Baa8Sra2TiO3的質(zhì)量比為80%，燒結(jié)溫度為1370°C時制備的復(fù)合材料的XRD圖；圖6為當Y3Fe5O12的質(zhì)量比為60%，Baa8Sra2TiO3的質(zhì)量比為40%，燒結(jié)溫度為1350°C時制備的復(fù)合材料的介電性能與頻率的關(guān)系圖；圖7為當Y3Fe5O12的質(zhì)量比為50%，Baa8Sra2TiO3的質(zhì)量比為50%，燒結(jié)溫度為1355°C時制備的復(fù)合材料的介電性能與頻率的關(guān)系圖；圖8為當Y3Fe5O12的質(zhì)量比為40%，Baa8Sra2TiO3的質(zhì)量比為60%，燒結(jié)溫度為1360°C時制備的復(fù)合材料的介電性能與頻率的關(guān)系圖；圖9為當Y3Fe5O12的質(zhì)量比為30%，Baa8Sra2TiO3的質(zhì)量比為70%，燒結(jié)溫度為1365°C時制備的復(fù)合材料的介電性能與頻率的關(guān)系圖；圖10為當Y3Fe5O12的質(zhì)量比為20%，Baa8Sra2TiO3的質(zhì)量比為80%，燒結(jié)溫度為1370°C時制備的復(fù)合材料的介電性能與頻率的關(guān)系圖；圖11為當Y3Fe5O12的質(zhì)量比為60%，Baa8Sra2TiO3的質(zhì)量比為40%，燒結(jié)溫度為1350°C時制備的復(fù)合材料的磁滯回線；圖12為當Y3Fe5O12的質(zhì)量比為50%，Baa8Sra2TiO3的質(zhì)量比為50%，燒結(jié)溫度為1355°C時制備的復(fù)合材料的磁滯回線；圖13為當Y3Fe5O12的質(zhì)量比為40%，Baa8Sra2TiO3的質(zhì)量比為60%，燒結(jié)溫度為1360°C時制備的復(fù)合材料的磁滯回線；圖14為當Y3Fe5O12的質(zhì)量比為30%，Ba0.8Sr0.2Ti03的質(zhì)量比為70%，燒結(jié)溫度為1365°C時制備的復(fù)合材料的磁滯回線；圖15為當Y3Fe5O12的質(zhì)量比為20%，Baa8Sra2TiO3的質(zhì)量比為80%，燒結(jié)溫度為1370°C時制備的復(fù)合材料的磁滯回線。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進ー步詳細說明。實施例I :
I)按化學通式Y(jié)3Fe5O12,取分析純的Y2O3和Fe2O3配制后球磨均勻，然后烘干，過篩，壓塊，經(jīng)1200°C預(yù)燒6小吋，然后將所得塊狀樣品粉碎后過120目篩得到Y(jié)3Fe5O12粉體；2)按化學通式Baa8Sra2TiO3，取分析純的BaCO3, SrCO3和TiO2配制后球磨均勻，然后烘干，過篩，壓塊，經(jīng)1150°C預(yù)燒6小吋，然后將所得塊狀樣品粉碎后過120目篩得到Baa8Sra2TiO3 粉體；3)將Y3Fe5O12粉體和Baa8Sra2TiO3粉體混合均勻得混合粉體，其中Y3Fe5O12粉體占混合粉體質(zhì)量的60% ；4)向混合粉體中加入混合粉體質(zhì)量8%的PVA粘合劑造粒，經(jīng)60目與120目篩網(wǎng)過篩，得到所需復(fù)合材料的混合粉末；所述的PVA粘合劑采用質(zhì)量濃度為5 %的聚こ烯醇水溶液；5)將復(fù)合材料的混合粉末按需要壓制成型，在550°C，保溫排除粘合劑PVA，在1350°C下燒結(jié)2個小時成瓷，得到Y(jié)FeO3基雙相磁電復(fù)合材料。由圖I可以看出，此時復(fù)合材料的相組成為Baa8Sra2TiO3, YFeO3和微量的未知雜相。由圖6可以看出，復(fù)合材料具有巨介電常數(shù)效應(yīng)，100赫茲下的介電常數(shù)為60000。由圖11可以看出，復(fù)合材料具有較強的鐵磁性，飽和磁化強度為6emu/g。實施例2 I)按化學通式Y(jié)3Fe5O12,取分析純的Y2O3和Fe2O3配制后球磨均勻，然后烘干，過篩，壓塊，經(jīng)1220°C預(yù)燒5小吋，然后將所得塊狀樣品粉碎后過120目篩得到Y(jié)3Fe5O12粉體；2)按化學通式Baa8Sra2TiO3，取分析純的BaCO3, SrCO3和TiO2配制后球磨均勻，然后烘干，過篩，壓塊，經(jīng)1170°C預(yù)燒5小吋，然后將所得塊狀樣品粉碎后過120目篩得到Baa8Sra2TiO3 粉體；3)將Y3Fe5O12粉體和Baa8Sra2TiO3粉體混合均勻得混合粉體，其中Y3Fe5O12粉體占混合粉體質(zhì)量的50% ；4)向混合粉體中加入混合粉體質(zhì)量10%的PVA粘合劑造粒，經(jīng)60目與120目篩網(wǎng)過篩，得到所需復(fù)合材料的混合粉末；所述的PVA粘合劑采用質(zhì)量濃度為5 %的聚こ烯醇水溶液；5)將復(fù)合材料的混合粉末按需要壓制成型，在550°C，保溫排除粘合劑PVA，在1355°C下燒結(jié)2個小時成瓷，得到Y(jié)FeO3基雙相磁電復(fù)合材料。由圖2可以看出，此時復(fù)合材料的相組成為Baa8SrQ.2Ti03，YFeO3和微量的未知雜相。由圖7可以看出，復(fù)合材料具有巨介電常數(shù)效應(yīng)，100赫茲下的介電常數(shù)為48000。由圖12可以看出，復(fù)合材料具有較強的鐵磁性,飽和磁化強度為6. 5emu/g。實施例3 I)按化學通式Y(jié)3Fe5O12,取分析純的Y2O3和Fe2O3配制后球磨均勻,然后烘干，過篩，壓塊，經(jīng)1230°C預(yù)燒4小吋，然后將所得塊狀樣品粉碎后過120目篩得到Y(jié)3Fe5O12粉體；2)按化學通式Baa8Sra2TiO3,取分析純的BaCO3, SrCO3和TiO2配制后球磨均勻，然后烘干，過篩，壓塊，經(jīng)1180°C預(yù)燒4小吋，然后將所得塊狀樣品粉碎后過120目篩得到Baa8Sra2TiO3 粉體；3)將Y3Fe5O12粉體和Baa8Sra2TiO3粉體混合均勻得混合粉體，其中Y3Fe5O12粉體占混合粉體質(zhì)量的40% ；
4)向混合粉體中加入混合粉體質(zhì)量12 %的PVA粘合劑造粒，經(jīng)60目與120目篩網(wǎng)過篩，得到所需復(fù)合材料的混合粉末；所述的PVA粘合劑采用質(zhì)量濃度為5 %的聚こ烯醇水溶液；5)將復(fù)合材料的混合粉末按需要壓制成型，在550°C，保溫排除粘合劑PVA，在1360°C下燒結(jié)2個小時成瓷，得到Y(jié)FeO3基雙相磁電復(fù)合材料。由圖3可以看出，此時復(fù)合材料的相組成為Baa8Sra2TiO3, YFeO3和微量的未知雜相。由圖8可以看出，復(fù)合材料具有巨介電常數(shù)效應(yīng)，100赫茲下的介電常數(shù)為25000。由圖13可以看出，復(fù)合材料具有較強的鐵磁性，飽和磁化強度為4. 3emu/g。實施例4 I)按化學通式Y(jié)3Fe5O12,取分析純的Y2O3和Fe2O3配制后球磨均勻,然后烘干，過篩，壓塊，經(jīng)1240°C預(yù)燒3小吋，然后將所得塊狀樣品粉碎后過120目篩得到Y(jié)3Fe5O12粉體； 2)按化學通式Baa8Sra2TiO3，取分析純的BaCO3, SrCO3和TiO2配制后球磨均勻，然后烘干，過篩，壓塊，經(jīng)1190°C預(yù)燒3小吋，然后將所得塊狀樣品粉碎后過120目篩得到Baa8Sra2TiO3 粉體；3)將Y3Fe5O12粉體和Baa8Sra2TiO3粉體混合均勻得混合粉體，其中Y3Fe5O12粉體占混合粉體質(zhì)量的30% ；4)向混合粉體中加入混合粉體質(zhì)量14%的PVA粘合劑造粒，經(jīng)60目與120目篩網(wǎng)過篩，得到所需復(fù)合材料的混合粉末；所述的PVA粘合劑采用質(zhì)量濃度為5 %的聚こ烯醇水溶液；5)將復(fù)合材料的混合粉末按需要壓制成型，在550°C，保溫排除粘合劑PVA，在1365°C下燒結(jié)2個小時成瓷，得到Y(jié)FeO3基雙相磁電復(fù)合材料。由圖4可以看出，此時復(fù)合材料的相組成為Baa8Sra2TiO3, YFeO3和微量的未知雜相。由圖9可以看出，復(fù)合材料具有巨介電常數(shù)效應(yīng)，100赫茲下的介電常數(shù)為15000。由圖14可以看出，復(fù)合材料具有較強的鐵磁性，飽和磁化強度為3. 3emu/g。實施例5:I)按化學通式Y(jié)3Fe5O12,取分析純的Y2O3和Fe2O3配制后球磨均勻，然后烘干，過篩，壓塊，經(jīng)1250°C預(yù)燒2小吋，然后將所得塊狀樣品粉碎后過120目篩得到Y(jié)3Fe5O12粉體；2)按化學通式Baa8Sra2TiO3，取分析純的BaCO3, SrCO3和TiO2配制后球磨均勻，然后烘干，過篩，壓塊，經(jīng)1200°C預(yù)燒2小吋，然后將所得塊狀樣品粉碎后過120目篩得到Baa8Sra2TiO3 粉體；3)將Y3Fe5O12粉體和Baa8Sra2TiO3粉體混合均勻得混合粉體，其中Y3Fe5O12粉體占混合粉體質(zhì)量的20% ；4)向混合粉體中加入混合粉體質(zhì)量15 %的PVA粘合劑造粒，經(jīng)60目與120目篩網(wǎng)過篩，得到所需復(fù)合材料的混合粉末；所述的PVA粘合劑采用質(zhì)量濃度為5 %的聚こ烯醇水溶液；5)將復(fù)合材料的混合粉末按需要壓制成型，在550°C，保溫排除粘合劑PVA，在1370°C下燒結(jié)2個小時成瓷，得到Y(jié)FeO3基雙相磁電復(fù)合材料。由圖5可以看出，此時復(fù)合材料的相組成為Baa8Sra2TiO3, YFeO3和微量的未知雜相。由圖10可以看出，復(fù)合材料具有巨介電常數(shù)效應(yīng)，100赫茲下的介電常數(shù)為6000。由圖15可以看出，復(fù)合材料具有較強的鐵磁性，飽和磁化強度為2. 2emu/ g。
權(quán)利要求
1.ー種YFeO3基雙相磁電復(fù)合材料的制備方法，其特征在于 O按化學通式Y(jié)3Fe5O12，取分析純的Y2O3和Fe2O3配制后球磨均勻，然后烘干，過篩，壓土夾，經(jīng)1200-1250°C預(yù)燒2-6小吋，然后將所得塊狀樣品粉碎后過120目篩得到Y(jié)3Fe5O12粉體； 2)按化學通式Baa8Sra2TiO3，取分析純的BaCO3,SrCO3和TiO2配制后球磨均勻，然后烘干，過篩，壓塊，經(jīng)1150-1200°C預(yù)燒2-6小吋，然后將所得塊狀樣品粉碎后過120目篩得到Baa8Sra2TiO3 粉體；3)將Y3Fe5O12粉體和Baa8Sra2TiO3粉體混合均勻得混合粉體，其中Y3Fe5O12粉體占混合粉體質(zhì)量的20-60% ； 4)向混合粉體中加入混合粉體質(zhì)量8% 15%的PVA粘合劑造粒，經(jīng)60目與120目篩網(wǎng)過篩，得到所需復(fù)合材料的混合粉末； 5)將復(fù)合材料的混合粉末按需要壓制成型，在550°C，保溫排除粘合劑PVA，在1350-1370°C下燒結(jié)2個小時成瓷，得到Y(jié)FeO3基雙相磁電復(fù)合材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的YFeO3基雙相磁電復(fù)合材料的制備方法，其特征在于所述的PVA粘合劑采用質(zhì)量濃度為5%的聚こ烯醇水溶液。
3.—種如權(quán)利要求I所述的YFeO3基雙相磁電復(fù)合材料的制備方法制成的復(fù)合材料，其特征在于該復(fù)合材料的化學通式為xYFeOノ(I-X)Baa8Sra2TiO3，其中，X為YFeO3的質(zhì)量百分數(shù)，且O. 2 ^ X ^ O. 6，該復(fù)合材料在100赫茲時的介電常數(shù)為5000 60000，飽和磁化強度為2. 2 6. 5emu/g。
全文摘要
一種YFeO3基雙相磁電復(fù)合材料及其制備方法，將Y2O3和Fe2O3配制后球磨均勻，烘干，過篩，壓塊，預(yù)燒后得到Y(jié)3Fe5O12粉體；將BaCO3，SrCO3和TiO2配制后球磨，烘干，過篩，壓塊，預(yù)燒后得到Ba0.8Sr0.2TiO3粉體；將Y3Fe5O12粉體和Ba0.8Sr0.2TiO3粉體混合均勻得混合粉體，向混合粉體中加入PVA粘合劑造粒，得所需復(fù)合材料的混合粉末；將復(fù)合材料的混合粉末按需要壓制成型，加熱排除粘合劑PVA，在1350-1370℃下燒結(jié)成瓷，得到Y(jié)FeO3基雙相磁電復(fù)合材料。該復(fù)合材料的化學通式為xYFeO3/(1-x)Ba0.8Sr0.2TiO3，其中，x為YFeO3的質(zhì)量百分數(shù)，且0.2≤x≤0.6，該復(fù)合材料在100赫茲時的介電常數(shù)為5000～60000，飽和磁化強度為2.2～6.5emu/g。
文檔編號C04B35/505GK102850051SQ20121035874
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月24日
發(fā)明者楊海波, 楊艷艷, 林營, 朱建鋒, 王芬 申請人:陜西科技大學