多铁性La掺杂铁酸铋粉体的制备研究
本文采用化学共沉淀法成功地合成了BiFeO3（BFO）和Bi1-xLaxFeO3（BLFO，x≤0．3）粉体。研究了合成工艺参数对形成粉体物相的影响，采用X射线衍射（XRD）、热分析（TG-DTA）、透射电子显微镜（TEM）和X光电子能谱（XPS）等测试方法对样品的结构、热性质、形貌及组成元素间的作用等进行了表征和分析；采用两段保温烧结工艺制备了BLFO陶瓷，测定了陶瓷样品的介电和铁磁性能。主要研究内容如下：
⑴研究了沉淀剂浓度、反应温度、反应物Bi/Fe摩尔比、反应pH值、产物陈化温度和时间以及热处理温度等对BFO粉体物相和粒径的影响。结果表明，沉淀剂浓度和反应物Bi/Fe摩尔比过高或过低，反应温度高于50℃，反应pH值低于14，无陈化和过低的煅烧温度都会导致BFO产生杂相。在沉淀剂浓度2．5-4M，pH值高于14，反应温度25-35℃，反应物Bi/Fe摩尔比1～1．03，50℃陈化和24h保温的较优工艺条件下，有利于获得晶体发育良好的BFO粉体，在750-800℃下煅烧处理获得了钙钛矿相的BFO粉体。
⑵根据优化的工艺参数，制备了单一相BLFO粉体。少量La的掺杂可以有效抑制Bi25FeO40等次生相的产生，同时随着La掺杂比例x的增加，BLFO空间结构由R3c点群逐渐转变为C222点群。XPS分析证明所得粉体中Fe元素只以Fe3+价态存在。
⑶采用两段升温烧结工艺制备的BLFO陶瓷，相对直接升温烧结工艺陶瓷而言，陶瓷致密度提高了8-15%。在102-106H2的测试频率范围内，BLFO的介电常数达到40-110，并随La掺杂量的增加而显著增加；在测试频率大于104H2时，BLFO的介电损耗显著低于BFO，降低幅度超过50%。室温磁滞回线显示La的掺入使BFO由反铁磁性变为弱的铁磁性，并随La掺杂量的增加而增加。
铁磁陶瓷;铁酸铋粉体;烧结工艺;晶体发育
北京化工大学
硕士
化学工程
刘晓林
2009
中文
TQ174.756;TQ174.1
61
2010-01-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）