双位取代对单相多铁性BiFeO3陶瓷材料结构和性能的影响.docVIP

双位取代对单相多铁性BiFeO3陶瓷材料结构和性能的影响 摘要：利用高纯Bi2O3，Fe2O3，Co2O3和Pb3O4粉末，采用固相合成方法制备单相多铁性BiFeO3陶瓷材料。 研究A位取代以及B位取代对单相多铁性BiFeO3陶瓷材料结构和性能的影响，最后研究A位和B位同时取代效果。实验结果表明：可以看出A位取代产物Pb2Fe2O5是一种能够有效的抑制Bi2Fe4O9之外的如Bi25FeO39等其他杂相生成的有益成分。B位取代产物CoFe2O4是一种能够有效的抑制常见杂相Bi2Fe4O9的有益成分，但是这一Co取代产物的存在能够极大的促进Bi25FeO40杂相的生成与再生。而双位取代可以在不产生过多的取代相的前提下十分有效的抑制有害杂相的产生，加大双位取代的取代元素比例有可能进一步提高BiFeO3的纯度。9860 关键词：固相反应；单相多铁性；BiFeO3；双位取代； The infuence of both sites substitution on the tructure and properties of singe-phase multiferroic ceramics Abstract：The single-phase multiferroic BiFeO3 ceramics were prepared by utilizing high-purity Bi2O3 and Fe2O3 powders as well as solid phase reaction method ．The influence of the structure and properties of the ceramics were studied by replacing the element in A or B sites as well as in both sites．It was demonstrated in the experiment that the product of A site substitution Pb2Fe2O5 was a helpful substance to effectively restrain impurity phase such as Bi2FeO9 as well as Bi25FeO39．The product of B site substitution could also restrain the impurity phase，but the existence of this product could induce the rebirth of Bi25FeO40．The product of both sites substitution was able to very effectively restain the product of impurity phase and would not bring other phases． If there are more product of both sites substitution，it may improve the purity of BiFeO3． Key words：Solid phase reaction；Single-phase multiferroic；BiFeO3；both sites substitution； 多铁性材料是指在一定温度范围以内同时展现处两种或两种以上的铁的基本性能的材料，这一概念最早由瑞士科学家SCHMID[1]在1944年提出。多铁性材料的主要性能有：铁电性（反铁电性）、铁磁性（反铁磁性）或铁弹性。 铁电性是指某些电介质在一定温度范围内具有自发电极化，而且该电极化可以被外电场改变方向的性质。在铁电性材料晶体中，由于晶胞的结构使正负电荷重心不重合而出现电偶极矩，产生不等于零的电极化强度，使晶体具有自发极化。铁电性材料一般指拥有单一的铁电性，其极化通常具有非线性性质。非线性极化性质的铁磁性材料可以了利用其剩余极化强度的特性来制造成电容可调的电容器以用来作信息存储、图象显示。目前世界上已经研制出一些透明铁电陶瓷器件，如铁电存储和显示器件、光阀，全息照相器件等设备。 铁磁性是过渡族金属（如铁）及它们的合金和化合物中相邻原子或离子的磁矩由于它们的相互作用而在某些区域中大致按同一方向排列，当所施加的磁场强度增大时，这些区域的合磁矩定向排列程度会随之增加到某一极限值的现象。当相邻价电子的自旋趋于相反方向时，物质的净磁矩为零，不会产生磁场，物质表现出反铁磁性。物质的铁磁性受到环境温度的影响。当温度升高时，原子间距加大，降低了交换作用，同时热运动不断破坏原子磁矩的规则取向