BiMnO_3的高温高压合成及其结构和磁性研究

利用国产六面顶液压机,以Bi2O3、MnO2和Mn粉末为原料(n(Bi2O3)/n(MnO2)/n(Mn)=2∶3∶1),在高温高压条件下(3~5 GPa,600~800℃),制备了钙钛矿结构BiMnO3烧结体。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、振动样品磁强计(VSM)对烧结样品进行了测试分析,考察了烧结温度、压力对样品结构、组织形貌及磁性的影响。实验结果表明,当烧结温度为600℃时,钙钛矿结构BiMnO3晶粒开始形成,随着温度的升高,其相对含量增加,比饱和磁化强度逐渐增大,而比饱和磁化强度随着压力增大,先增大后减小;样品矫顽力随晶粒尺寸减小而减小。合成钙钛矿结构BiMnO3单相最佳实验条件为4 GPa,800℃,1 h,其居里温度为99 K,在90 K的测试温度条件下,最大的比饱和磁化强度为35 A·m2/kg,最小的矫顽力为37.6×79.6 A/m。     

BiMnO3的高压合成及其磁性研究

具有严重晶格畸变的钙钛矿结构BiMnO3作为可表现出铁磁性和铁电性的多铁材料,在信息存储和传感器等方面具有潜在的应用价值,得到了广泛的关注和研究。利用国产六面顶液压机,以Bi2O3、MnO2和Mn粉末为原料,在高温高压条件下(4 GPa,750~800℃)制备了单斜钙钛矿结构BiMnO3烧结体。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、振动样品磁强计(VSM)对烧结样品进行测试分析,考察了不同含量比(n(MnO2)/n(Mn)=3.5∶0.5、3∶1、2.5∶1.5、2∶2)、烧结时间(10min~2h)对样品结构、组织形貌及磁性的影响。实验结果表明:当n(MnO2)/n(Mn)=3∶1时合成钙钛矿结构BiMnO3的纯度最高;当烧结时间为10min时,即有钙钛矿结构BiMnO3生成,随着烧结时间的延长,BiMnO3的相对含量逐渐增大。800℃、1h合成的钙钛矿结构BiMnO3样品软磁性能最好,其比饱和磁化强度为33emu/g,矫顽力为37.6Oe(测试温度90K)。