一种BiY2Fe5O12/BaTiO3层状磁电复合材料及其制备方法，通过以分析纯的Bi2O3、Y2O3、Fe2O3为原料，制得BiY2Fe5O12粉体，然后将BiY2Fe5O12粉体、BaTiO3粉体造粒后，按照2-2复合的垒层叠加排列方式在模具中压制成型，并排除PVA粘合剂后，煅烧得到层状磁电复合材料。本发明专利技术中由于将BiY2Fe5O12粉末和BaTiO3粉末采用了2-2复合的垒层叠加排列方式将铁电铁磁相以复合的方式共烧在一起，可以有效地抑制两相之间的相互反应从而保持各自的特性，使其既具有较好的铁电性又具有较好的铁磁性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于材料科学领域，涉及一种BiY2Fe5012/BaTi03。
技术介绍
随着器件向小型化、多功能化的方向发展，开发集电、磁、光等于一身的多功能材料已成为一种趋势。其中，以磁电材料为代表的多铁性材料一直受到人们的广泛关注。因此，包括铁电介电材料和磁性材料在内的元器件的微型化和小型化是必然趋势，而集铁电性与铁磁性于一体的磁电复合材料拥有相同的体积却可以在电路上拥有更多的功能。多铁性材料不但具备各种单一的铁性(如铁电性、铁磁性和铁弹性)，而且通过铁性的耦合协同作用能产生一些新的功能，大大拓宽了铁性材料的应用范围，利用多铁性材料制成的元器件具有转换、传递、处理信息、存储能量、节约能源等功能，广泛地应用于能源、电信、自动控制、通讯、家用电器、生物、医疗卫生、轻工、选矿、物理探矿、军工等领域。磁电复合材料分为0-3型磁电复合材料和2-2型磁电复合材料。0-3型磁电复合材料是将不连续的铁电相(铁磁相)颗粒分散于三维连通的铁磁相(铁电相)中，按一定的比例混合，在一定温度下固相烧结，从而得到的颗粒磁电复合材料。此种结构简单，是研宄最早、应用最广的的一种类型。但由于压电相(铁磁相)在铁磁(压电)基体中存在分散不均的问题，因而此种结构类型的材料磁电电压系数较低。2-2型磁电复合材料是将铁电相粉体和铁磁相粉体按照皇层叠加的方式使其共烧在一起的磁电复合材料。此种结构可较大范围调整压磁相的含量，所以磁电电压系数得到大幅度提高。由于电阻率很高的铁电相层可以完全阻断磁性相层的连通，使得材料整体的漏电流较小，有利于材料磁电性能的提高。荷兰Philips实验室首先把铁磁相的CoFe2O4与铁电相的BaT1 3粉末按一定的比例混合，然后升温使之共熔原位复合，最后按一定的速率降温至室温便得到以磁电复合体为主要成分的固溶体。这种方法温度太高，易产生一些不可预料的相，降低复合材料的性會K。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种BiY2Fe5012/BaTi03，该方法能够制备出铁电、介电、磁电性能优异的磁电复合材料。为实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案:一种81￥#65012/^&1103层状磁电复合材料，该复合材料的化学表达式为xBiY2Fe5O12/(1-x) BaT13,其中 x 为 BiY2Fe5O12 的质量百分数，且 11.1%^ x ( 33.3%o该复合材料的化学表达式为X BiY2Fe5O12/(1-x)BaT13，其中x为BiY2Fe5O12的质量百分数，且22.2%^ X ( 33.3%。该复合材料的化学表达式为X BiY2Fe5O12/(1-X)BaT13，其中x为BiY2Fe5O12的质量百分数，且X = 22.2%。一种制备BiY2Fe5012/BaTi03层状磁电复合材料的方法，包括以下步骤:(I)按化学通式BiY2Fe5O12将分析纯的Bi 203、Y203、Fe203配制后通过球磨混合均匀，然后过筛，压块，再经1000?1020°C预烧4?6小时，得到块状产品，然后将块状样品粉碎后过120目筛得到BiY2Fe5O12粉体；(2)向BiY2Fe5O12粉体中加入Li 2C03并混合均匀，得到混合粉末，向混合粉末中加入PVA粘合剂后造粒，再经60目筛网过筛，得到粒径均匀的BiY2Fe5O12粉末；向BaT1 3粉体中加入PVA粘合剂后造粒，再经60目筛网过筛，得到粒径均匀的BaT13粉末；(3)按化学通式X BiY2Fe5O12/(1-x) BaT13,其中X为BiY2Fe5O12的质量百分数，且11.1%^ X ^ 33.3%，将8&1103和扮￥#65012粉末按照2_2复合的皇层叠加排列方式在模具中压制成型；(4)排除PVA粘合剂后再于1000?1050°C下烧结2?4小时成瓷，得到BiY2Fe5O12/BaT13层状磁电复合材料。所述BaT13粉体是通过以下方法制得:按化学通式BaT13将分析纯的BaCO3J12配制后通过球磨混合均匀，然后过筛，压块，经880?920°C预烧4?6小时，得到块状产品，然后将块状产品粉碎后过120目筛得到BaT13粉体。所述步骤(I)中球磨的时间均为4?6小时。所述步骤(3)中2-2复合的皇层叠加排列方式具体为:按照从上向下依次为BiY2Fe5O1^末、BaT1 3粉末、BiY办5012粉末的顺序皇叠在一起；或按照从上向下依次为BiY2Fe5O12粉末、BaT1 3粉末、BiY 2Fe5012粉末、BaT1 3粉末、BiY 2Fe5012粉末的顺序皇叠在一起。所述向BiY2Fe5O12粉体中加入PVA粘合剂的质量为BiY2Fe5O12粉体质量的8%?15% ;向BaT13粉体中加入PVA粘合剂的质量为BaT1 3粉体质量的8%?15%。所述步骤(3)中PVA粘合剂为质量分数10%的聚乙烯醇水溶液。所述排除PVA粘合剂具体是:在温度为550-600°C下保温3_5小时。与现有技术相比，本专利技术具有的有益效果:本专利技术通过以分析纯的Bi203、Y2O3,Fe2O3为原料，制得BiY 2Fe5012粉体，然后将BiY 2Fe5012粉体、BaT1 3粉体造粒后，按照2-2复合的皇层叠加排列方式在模具中压制成型，并排除PVA粘合剂后，煅烧得到层状磁电复合材料。本专利技术中由于将BiY2Fe5O12粉末和BaT1 3粉末采用了 2_2复合的皇层叠加排列方式将铁电铁磁相以复合的方式共烧在一起，可以有效地抑制两相之间的相互反应从而保持各自的特性，使其既具有较好的铁电性又具有较好的铁磁性；由于采用共烧的方式避免了现有技术中产生不可预料的相的问题，从而提高了磁电复合材料的性能，并且该制备方法仅仅通过制得两种粉末压制成型后，排除PVA粘合剂，然后烧结，即可得到产品，所以制备方法简单易行。本专利技术制得的磁电复合材料具有优异的铁电、介电以及磁电性能。当频率为20赫兹时，复合材料介电常数达到180?500，介电损耗为0.14?0.50。复合材料的各组分的饱和极化强度Ps^ 7.8?15.6 μ C/cm2，矫顽场Ec为4.6?14.4kV/cm,其饱和磁化强度M s为 4.2 ?7.3emu/g,矫顽场 Hc为 60.5 ?134.90e。另外，本专利技术采用的原料中由于不存在铅，所以制备方法不会造成污染，将0.4BaTi03-0.6BiFe03粉末和CoFe 204粉末按照2_2复合的皇层叠加排列方式烧结在一起，层与层之间不需要粘合剂，因而应力应变的传递可以高效直接的完成。本专利技术制得的材料致密性良好，无明显大气孔存在，两相晶粒尺寸均匀，均在亚微米数量级，无明显的界面原子扩散现象，界面耦合较好，所以本专利技术能够保证磁电复合材料直接高效的磁-电-力转换效率，从而提高了复合材料的性能。【附图说明】图1 为 X BiY2Fe5O12/(1-x)BaT13组分中当 x = 11.1%时，复合陶瓷在 1050。。烧结时的结构图。图2 为 X BiY2Fe5O12/(1-x)BaT1^i分中当 x = 22.2%时，复合陶瓷在 1050°C烧结时的结构图。图3 为 X BiY2Fe5012/(l-x)BaTi03组分中当 X = 33.3%时，复合陶瓷在 1050°C烧结时的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种BiY2Fe5O12/BaTiO3层状磁电复合材料，其特征在于，该复合材料的化学表达式为x BiY2Fe5O12/(1‑x)BaTiO3，其中x为BiY2Fe5O12的质量百分数，且11.1％≤x≤33.3％。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨海波，张戈，林营，朱建锋，王芬，
申请(专利权)人：陕西科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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