非晶BTO相致密包裹NZFO晶相高介高磁复相陶瓷及制备方法

摘要

本发明公开了一种非晶BTO相致密包裹NZFO晶相高介高磁复相陶瓷及制备方法。其组成为(1-x)BaTiO3/xNi0.5Zn0.5Fe₂O₄，0.7≤x≤0.9，以NZFO晶相为主相，BTO非晶相为原位形成且完全致密填充在NZFO晶粒间，实现对NZFO晶粒的均匀包裹和隔离，形成由BTO非晶相包裹NZFO晶粒的两相复合陶瓷。制备方法为：首先烧结得到致密的BTO/NZFO复合陶瓷；然后，将烧结温度迅速升高，使体系中含量较少的BTO相完全融化成液态，将NZFO相的晶粒完全分隔开来。最后，将复相陶瓷快速冷却至室温，将NZFO晶粒间的熔融态BTO固化成玻璃态。本发明的复相陶瓷，其密度可比传统方法制备的陶瓷至少提高10%，具有高介电常数、高磁导率和低电磁损耗。

主权项

一种非晶BTO相致密包裹NZFO晶相高介高磁复相陶瓷的制备方法，其特征在于该方法的步骤如下：1）先用溶胶‑凝胶法原位制备(1‑ x)BTO/ x NZFO复合前驱体，其中0.7≤x≤0.9，然后将前驱体置于马弗炉中于250℃~300℃保温1~3小时，再升温至350℃~450℃进一步保温1~3小时，再在马弗炉中650℃~950℃预烧结1~3小时，得到均匀复合的BTO/NZFO两相复合粉体；2）将两相复合粉体加入5 wt. %的PVA，采用单向加压法成型，然后在1250℃~1310℃进行致密化烧结，保温时间控制在12~24小时，随后以5~10℃/min升温速度，升温 1~10分钟，将烧结温度提高至1320℃~1350℃，之后保温5~10分钟，得到以体积含量10%~30%的BTO相为液态，以体积含量70%~90%的NZFO相为晶相组成的复相陶瓷，其中液相填满体系中的孔洞和NZFO相的晶粒之间； 3）将上述复相陶瓷从马弗炉中取出，并直接于空气中经10~15秒，从1325℃~1350℃冷却至常温，最终得到保留有BTO非晶相的复相陶瓷，BTO非晶相致密包裹NZFO晶粒；该复相陶瓷的组成为(1‑x)BaTiO₃/xNi_0.5Zn_0.5Fe₂O₄ ，0.7≤x≤0.9，以NZFO晶相为主相，BTO非晶相为原位形成且完全致密填充在NZFO晶粒间，实现对NZFO晶粒的均匀包裹和隔离，形成了一个由BTO非晶相均匀包裹NZFO晶粒的铁电/铁磁两相复合陶瓷。