多铁性铁酸铋陶瓷研究进展

自上个世纪六十年代发现铁酸铋(BiFeO3)钙钛矿具有铁电性以来,近些年借助于第一性原理计算,对其铁电性及磁性结构又有了新的认知,对多铁性的理解也进一步深化。不同于大多数BiFeO3研究所关注的薄膜和异质结构,本文从陶瓷的角度简要回顾了BiFeO3铁电性的发现历史,并从BiFeO3的晶体结构,Bi2O3-Fe2O3二元相图与BiFeO3陶瓷粉体、陶瓷的合成,BiFeO3陶瓷的磁电耦合及应用等多个面较为详细地阐述了BiFeO3陶瓷的最新研究进展;总结归纳了BiFeO3陶瓷研究中急需解决的科学问题和未来的一些发展趋势。     

镶嵌结构Na0.5Bi0.5TiO3-CoFe2O4复相多铁性陶瓷的制备与界面阻抗特性

使用溶胶-凝胶法原位制备了具有镶嵌结构的0-3型Na_0.5Bi_0.5TiO₃-CoFe₂O₄(NBT-CFO)复相多铁性陶瓷,并研究了其电、磁性能。通过TG-DTA、XRD等表征手段研究了干凝胶的结晶过程,利用CFO与NBT的差异化结晶温度设计了分步煅烧结晶工艺并得到粒径45 nm的NBT-CFO纳米粉体,并烧结得到具有镶嵌结构0.9NBT-0.1CFO复相陶瓷,陶瓷中CFO晶粒均匀分布在NBT晶粒内部。与使用机械混合法制备的复相陶瓷相比,具有镶嵌结构的0.9NBT-0.1CFO复相陶瓷在250-1M Hz频率范围内的室温介电损耗均更低,250 Hz时其损耗只有前者的30%。介电温谱、阻抗谱与模谱分析表明具有镶嵌结构的复相陶瓷在350-650 ^_oC温区内表现出由铁电-铁磁相界面极化造成的介电弛豫行为,其激活能为0.77 eV。镶嵌结构使复相陶瓷在室温下具有更大的剩余极化和更高的抗击穿场强,提高了其铁电性能。