多重摻雜鐵酸鉍陶瓷的制備及多鐵性研究--、，、

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1、學(xué)校代碼：論文分類號：２１０７０８學(xué)號：１５０２０１３龜飧蚤斜我ＡｆＳＨＡＡＮＸＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ碩士學(xué)位論文Ｔ’ｈｅｓｉｓｆｏｒＭａｓｔｅｒｓＤｅｇｒｅｅ多重摻雜鐵酸鉍陶瓷的制備及多鐵性研究郭一松指導(dǎo)教師姓名：蒲永平教授學(xué)科名稱：材料物理與化學(xué)論文提交日期：２０１８年４月論文答辯日期：２０１８年５月學(xué)位授予單位：陜西科技大學(xué)申請工學(xué)碩士學(xué)位論文論文題目：多重摻雜鐵酸鉍陶瓷的制備及多鐵性研究學(xué)科門類：工學(xué)一級學(xué)科：材料科學(xué)與工程培養(yǎng)單位：材料科學(xué)與工程

2、學(xué)院碩士生：郭一松導(dǎo)師：蒲永平教授2018年5月PreparationandMultiferroicPropertiesofMulti-dopedBismuthFerriteCeramicsAThesisSubmittedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheDegreeofMasterofEngineeringScienceByYisongGuoSupervisor:Prof.YongpingPuMay2018多重摻雜鐵酸鉍陶瓷制備

3、及多鐵性研究摘要電子陶瓷的材料的迅猛發(fā)展，使其在科技高速發(fā)展的道路上有了越來越廣泛的應(yīng)用。電子陶瓷材料涵蓋了很多材料，其中包括多鐵性材料。多鐵性材料定義為包含了鐵電性，鐵磁性或者鐵彈性其中兩種或者兩種以上的性質(zhì)。其中，BiFeO3是眾多多鐵性材料中的典型代表，其優(yōu)勢為在室溫下唯一的單相多鐵性材料。BiFeO3居里溫度TC=1103K和反鐵磁性的奈爾溫度TN=643K。本論文主要通過對BiFeO3陶瓷進行多重摻雜，來提高BiFeO3的鐵電、鐵磁性能。降低BiFeO3的漏導(dǎo)電流，減少氧空位，提高陶瓷的致密度。通過XRD、SEM、VSM、鐵電性能測試和磁介電效應(yīng)測試

4、等手段，來研究BiFeO3的多鐵性能。主要結(jié)論如下：（1）通過采用未預(yù)燒處理和預(yù)燒處理的兩種不同燒結(jié)方式的對比，在未預(yù)燒處理下獲得了純相BiFeO3陶瓷，同時，采用冷靜壓壓制陶瓷片的方法獲得了致密度較高的陶瓷。（2）在Bi1-xLaxFeO3(x=0，0.03，0.05，0.07，0.09)陶瓷體系中，我們發(fā)3+現(xiàn)La摻雜BiFeO3陶瓷有抑制雜相產(chǎn)生的作用，La離子的摻雜會穩(wěn)定BiFeO3陶瓷的晶相，減少BiFeO3陶瓷中的第二相，晶胞參數(shù)發(fā)生了變化。x=0.05時，其介電損耗和漏導(dǎo)電流有所降低，磁性能提高。但是，仍然無法抑制BiFeO3陶瓷自旋結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變。

5、（3）在Bi0.95La0.05Fe1-xTixO3(x=0，0.025，0.05，0.075，0.10)陶瓷體系4+中，陶瓷樣品均為純相，沒有第二相的出現(xiàn)，表明Ti的摻雜不會對陶瓷樣品帶來雜相。Bi0.95La0.05Fe1-xTixO3陶瓷樣品均為比較致密，孔隙率較低，其4+平均晶粒尺寸大小約為2~4μm，并且晶粒形狀趨于一致，這表明Ti摻雜有助于晶粒的生長。x=0.10時，陶瓷樣品的介電常數(shù)最大為170，表現(xiàn)出了比較良好的頻率的穩(wěn)定性。其剩余磁化強度（Mr）提高至0.12554emu/g，4+飽和磁化強度（Ms）提高至0.25478emu/g，確定Ti的

6、摻雜量為0.05mol，此時陶瓷樣品無雜相，漏電電流得到降低，磁性能提高。樣品均在1.8T磁場下表現(xiàn)出最大的磁介電效應(yīng)，x=0.10時，其αMD為6.34。分析其主要原因4+3+2+3+為Ti的摻雜抑制了Fe向Fe的轉(zhuǎn)變，使得Fe增多，磁性增強磁介電效應(yīng)更加顯著。I（4）在Bi0.95-xLa0.05YxFe0.95Ti0.05O3(x=0，0.04，0.06，0.08，0.10)陶瓷體系中，Bi0.95-xLa0.05YxFe0.95Ti0.05O3陶瓷樣品的介電常數(shù)，最大介電常數(shù)增加到3+3+200。介電常數(shù)的增加主要是由于Y的摻雜降低了Bi的揮發(fā)，減小了

7、內(nèi)部缺陷，使得介電常數(shù)的增加。并且Bi0.95-xLa0.05YxFe0.95Ti0.05O3陶瓷樣品介電常數(shù)具有良好的頻率穩(wěn)定性。當x=0.06時，Bi0.95-xLa0.05YxFe0.95Ti0.05O3陶瓷樣品獲得較高的極化強度，并且漏導(dǎo)電流較小。當x=0.08，其漏導(dǎo)電流為-4210A/cm。所有樣品均在1.8T磁場下表現(xiàn)出最大的磁介電效應(yīng)，并且隨著x含量的增加，Bi0.95-xLa0.05YxFe0.95Ti0.05O3陶瓷樣品的磁介電系數(shù)逐漸增。當x=0.08時，在1.8T磁場下其αMD最大為15.64。隨著x的增加，其磁介電系3+數(shù)αMD越來越

8、大。分析其原因是Y摻雜抑制BiFeO3