[发明专利]一种镱掺杂铱酸铋烧绿石多晶材料的制备方法

说明书

本发明涉及烧绿石多晶材料的制备技术领域，公开了一种Yb³⁺掺杂铱酸铋烧绿石多晶材料的制备方法。该方法包括以下步骤：(1)将Yb₂O₃粉末、Bi₂O₃粉末和IrO₂粉末混合后进行第一次煅烧；(2)将步骤(1)中第一次煅烧后的混合物研磨后压成圆片，进行第二次煅烧；(3)将步骤(2)中第二次煅烧后的混合物研磨后压成圆片，进行第三次煅烧，得到Bi_2‑xYb_xIr₂O₇晶体，其中，0≤x≤1.5。该方法制备过程简单，但是制备效率高。同时，本发明通过用研磨棒研磨，解决了研磨过程中物料溢出或带出，造成化学计量比失配，导致化合物产生杂相，以及原料浪费的问题。

技术领域

本发明涉及烧绿石多晶材料的制备技术领域，具体涉及一种镱(Yb³⁺)掺杂铱酸铋烧绿石多晶材料的制备方法。

背景技术

镱(Yb)是重要的稀土磁性元素之一，其电子组态为4f¹⁴6s²，在三价镧系稀土族元素中Yb³⁺的离子半径较小，为Yb³⁺的磁矩为4.5μ_B。利用Yb³⁺在Bi位掺杂铱酸铋(Bi₂Ir₂O₇)得到烧绿石结构的多晶材料Bi_2-xYb_xIr₂O₇(0≤x≤1.5)，可以有效减小晶格常数，同时Yb掺杂的组份增加可以导致Yb–Ir反铁磁交换作用变强，从而让化合物具有增强的反铁磁(AFM)特性。另一方面，A位半径减小导致Ir-O-Ir键角减小，从而缩小Ir⁴⁺(5d⁵)未填充电子的t_2g子带，从而在较高掺杂状态下实现金属绝缘体转变(MIT)。这种金属-绝缘体转变的调谐和控制一直是材料物理的研究热点和新材料的来源，例如低功率和超快微电子材料。

Yb³⁺掺杂铱酸铋烧绿石多晶材料的制备原料为Yb₂O₃粉末、Bi₂O₃粉末和IrO₂粉末，传统的烧绿石多晶样品的制备过程复杂，制备效率低，且在对原料和中间产物的研磨过程中，容易溢出或带出物料，造成化学计量比失配，导致化合物产生杂相，以及原料浪费。另一方面，由于氧化铱(IrO₂)的熔点为1100℃，在传统的高温固相反应法制备中IrO₂蒸汽容易挥发，也会造成化学计量比失配，导致化合物产生杂相。因此本发明提出了一种Yb³⁺掺杂铱酸铋烧绿石多晶材料的制备方法来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的在传统的高温固相反应中IrO₂蒸汽容易挥发，造成化学计量比失配，导致化合物产生杂相；同时针对现有技术存在的烧绿石多晶样品制备过程复杂，制备效率低，在对原料的研磨过程中，容易溢出或带出物料，造成化学计量比失配，导致化合物产生杂相，以及原料浪费的问题，提供一种Yb³⁺掺杂铱酸铋烧绿石多晶材料的制备方法，该方法具有制备效率高，而且原料在研磨过程中不容易溢出或带出物料的优点。

为了实现上述目的，本发明提供了一种Yb³⁺掺杂铱酸铋烧绿石多晶材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

(1)将Yb₂O₃粉末、Bi₂O₃粉末和IrO₂粉末混合后进行第一次煅烧；

(2)将步骤(1)中第一次煅烧后的混合物研磨后压成圆片，进行第二次煅烧；