[发明专利]CoFe2O4/0.4BaTiO3-0.6BiFeO3 磁电复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料科学领域，涉及一种CoFe₂O₄/0.4BaTiO₃-0.6BiFeO₃磁电复合材料及其制备方法。

背景技术

随着信息技术的不断发展，器件的小型化、多功能化，使得人们对集电性与磁性于一身的多功能材料研究兴趣不断高涨。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，是研究最早、应用最广的一种类型。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垒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。但是2-2型磁电复合材料由于热收缩率和烧结温度的问题，两相不易烧结在一起，容易产生分层，翘曲，断裂。

荷兰Philips实验室首先把铁磁相的CoFe₂O₄与铁电相的BaTiO₃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，降低复合材料的性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种CoFe₂O₄/0.4BaTiO₃-0.6BiFeO₃磁电复合材料及其制备方法，该方法能制备出铁电、介电、磁电性能优异的磁电复合材料。

为实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种CoFe₂O₄/0.4BaTiO₃-0.6BiFeO₃磁电复合材料，该磁电复合材料的化学式为：xCoFe₂O₄/(1-x)0.4BaTiO₃-0.6BiFeO₃，其中x为CoFe₂O₄的质量百分数，且11.1％≤x≤33.3％。

该磁电复合材料的化学式为：xCoFe₂O₄/(1-x)0.4BaTiO₃-0.6BiFeO₃，其中x为CoFe₂O₄的质量百分数，且22.2％≤x≤33.3％。

该磁电复合材料的化学式为：xCoFe₂O₄/(1-x)0.4BaTiO₃-0.6BiFeO₃，其中x为CoFe₂O₄的质量百分数，且x＝33.3％。

一种CoFe₂O₄/0.4BaTiO₃-0.6BiFeO₃磁电复合材料的方法，包括以下步骤：