Bi(Fe1-xCox)O3和Bi5Ti3(Fe1-xCox)O15陶瓷的制備及其鐵磁、鐵電性能.pdf

1、多鐵性材料因同時具有鐵電、鐵磁、鐵彈等單一性能和耦合性能，在傳感、信息存儲等領域有著潛在應用，已成為功能材料的研究熱點。BiFeO3與Bi5Ti3FeO15作為典型的單相多鐵性材料備受關注，但是它們本身都是鐵電與反鐵磁的，所以通過一定方法使它們呈現(xiàn)出鐵磁性具有重要意義，用磁性離子摻雜取代是改善其性能的一個有效途徑。
　　 本工作用固相反應法制備了Bi(Fe1-xCox)O3和Bi5Ti3(Fe1-xCox)O15陶瓷，研究了摻量

2、對材料相結構、顯微結構及性能的影響，探討了摻雜改性的機理。
　　 對于Bi(Fe1-xCox)O3(x=0，0.1，0.2，0.3，0.4，0.6，0.8，1.0)陶瓷試樣，其制備工藝為：煅燒750℃/1 h，燒成810-850℃/1 h。隨著Co摻量的增加，材料的主相由BiFeO3轉變?yōu)锽i-Co-O相，雜相由Fe3O4依次轉為CoFe2O4和Co3O4，說明Co在一定程度上能夠進入Fe位。未摻雜試樣晶粒較大、氣孔較多、致密性

3、低；摻入Co后，晶粒變細、氣孔減少、致密度高。x≥0.4時，燒成溫度明顯降低。所有試樣都具有鐵磁性，且隨Co的增加呈現(xiàn)出先增加后減小的趨勢，鐵磁性的強弱取決于其所含物相及含量。該體系陶瓷鐵電性都較差，可能是試樣中出現(xiàn)的Fe2+、Co2+與氧空位(或鉍空位)使缺陷位置填充電荷，材料電阻率降低，漏電流增加。
　　 對于Bi5Ti3(Fe1-xCox)O15(x=0，0.25，0.5，0.75，1.0)陶瓷試樣，其制備工藝為：煅燒10

4、50℃/2 h，燒成950℃/2 h。x≤0.5時，材料的主相為四層Bi5Ti3FeO15結構，x≥0.75時主相變?yōu)槿龑覤i4Ti3O12結構。x≤0.25時為單相材料，x≥0.5時產生Bi7.53Co0.47O11.92雜相。未摻雜試樣顆粒呈板片狀，由細小、不均勻的片晶組成；x=0.25時，顆粒為均勻的層片狀，厚度約5μm；x≥0.5時，顆粒粗化，均勻性降低。所有試樣都具有鐵磁性，并隨Co的增加呈現(xiàn)出先增加后減小的趨勢，鐵磁性的變化