传统烧结法制备单相多铁性BiFeO3陶瓷材料(8)
(1)、BiFeO3陶瓷
目前，BFO陶瓷多采用固相反应法、快速液相烧结法和溶胶-凝胶法等制备。固相反应法是让Bi的氧化物颗粒与Fe的氧化物颗粒加以混合、球磨，然后使之在高温下烧结，复合而成。这种制备方法过程简单，成本较低，但是容易产成杂相。2000 年，就有人采用固相法再加以稀硝酸溶解其产生的杂相，第一次得到了纯相BFO陶瓷，但遗憾的是他在室温下并没有获得饱和的电滞回线。
快速液相烧结法与固相反应法的制备过程大体相同，只是快速液相法采用的是快速升温方式，让各组元先在液相温度下进行烧结，然后再快速降温到反应温度以下。2004年，南京大学的Wang．Y．P［２１］等人就采用此方法获得了纯相BFO陶瓷，并且也测出了室温下的饱和电滞回线。他们认为在烧结过程中产生的Bi2O3能够促进烧结并且有可能抑制杂相的生成。2005 年，同样南京大学，Zhang．S．T［２２］等人先用固相反应法获得的BFO陶瓷，然后再进行快速冷却直至室温，得到了纯相BFO陶瓷。由此可见，快速液相烧结法弥补了固相反应法的一些不足，即原料在烧结过程中容易挥发、产物在高温下不稳定而产生杂相。
溶胶-凝胶法则与前两种方法稍有不同，这种方法是用Bi与Fe的硝酸盐按照适当的比例均匀混合，制成溶液后让它们经过干燥、退火、研磨、压片、烧结等工艺最终制备得到。众所周知，BFO只能稳定存在于很窄的温度范围内。所以，为获得纯相BFO陶瓷就成为了一个难题。有人就针对此问题采用了稀硝酸清洗的方法，从而获得了纯相BFO陶瓷，而陈锋［２３］等人在溶胶—凝胶法的基础上稍加改进，他们让样品在氧气气氛下快速液相烧结，从而制备得到了单相的BFO陶瓷，并且测得的剩余极化值是目前陶瓷样品中的最大值。
1.4 研究内容
本课题利用高纯Bi2O3和Fe2O3粉末，采用传统固相合成方法制备单相多铁性BiFeO3陶瓷材料，设计不同的煅烧温度、不同的煅烧时间和不同的冷却方式研究最佳煅烧温度、最佳煅烧时间和最佳冷却方式。设计不同的烧结温度和不同的烧结时间研究最佳烧结温度和保温时间，通过实验研究不同烧结时间温度以及冷却方式等不同条件对多铁陶瓷材料结构和性能的影响。