[发明专利]一种镝掺杂BiFeO3多铁性块体陶瓷及其制备方法

摘要

本发明涉及一种镝掺杂BiFeO3多铁性块体陶瓷及其制备方法，属于功能陶瓷领域。所述方法为：按1-x∶x∶1称取Bi(NO3)3·5H2O、Dy2O3和Fe(NO3)3·9H2O，分别溶于冰醋酸、稀硝酸和水并加热搅拌；将三种溶液混合后加柠檬酸，加热并搅拌，调节PH后继续加热搅拌得到凝胶；将凝胶发泡得气凝胶，粉碎气凝胶得粉末，预处理粉末；将预处理后的粉末制成块状烧结，然后去除表面氧化层，即得Bi1-xDyxFeO3多铁性块体陶瓷，x＝0.03～0.20。所述Bi1-xDyxFeO3多铁性块体陶瓷为单相陶瓷，铁电性得到增强，x＝0.05和0.07时，在室温下具有铁磁性。

主权项

一种Dy掺杂BiFeO3多铁性块体陶瓷的制备方法，其特征在于：所述方法按照以下步骤进行：步骤一、依照欲合成的Dy掺杂BiFeO3多铁性块体陶瓷材料的化学式Bi1‑xDyxFeO3，x＝0.03～0.20，按1‑x∶x∶1的物质的量比分别称取Bi(NO3)3·5H2O、Dy2O3和Fe(NO3)3·9H2O，且以Bi(NO3)3·5H2O的物质的量为100％计，Bi(NO3)3·5H2O的物质的量过量5％，将所述Bi(NO3)3·5H2O在65～85℃下溶解于冰醋酸得到溶液1，将所述Dy2O3溶解于浓度＜50％的稀硝酸水溶液得到溶液2，将所述Fe(NO3)3·9H2O溶解于水得到溶液3；步骤二、将所述溶液1、2和3混合得到混合溶液，加入柠檬酸，加热至85～95℃搅拌溶解，在加热搅拌过程中加入不含金属离子碱性溶液调节混合溶液的pH至1～2，持续加热搅拌至得到凝胶；步骤三、将凝胶在110～130℃进行发泡得到气凝胶，粉碎气凝胶得到粉末，将粉末加热至500～550℃保持恒温230～250min后，得到预处理后的粉末；步骤四、将预处理后的粉末制成块体，将所述块体在790～810℃下进行烧结，烧结时间为7.5～8.5h，然后冷却，再去除块体表面氧化层，得到一种Dy掺杂BiFeO3多铁性块体陶瓷，所述块体陶瓷材料的化学式为Bi1‑xDyxFeO3，x＝0.03～0.20；其中，步骤一中所述Bi(NO3)3·5H2O、Dy2O3和Fe(NO3)3·9H2O的纯度均≥分析纯；Fe(NO3)3·9H2O的溶剂水的纯度≥去离子水；步骤二中所述混合溶液中Bi3+离子浓度为0.4mol/L，混合溶液中的金属离子与柠檬酸的物质的量比为2∶1；步骤三中粉末加热至500～550℃过程中，当加热温度至140℃，控制温度每次升高8～12℃，每次保温≥2.5h，直至加热至180℃。