本发明涉及电子信息材料与元器件技术领域,更具体的说是涉及一种新型铁氧体陶瓷材料及其制备方法。
背景技术:
层状氧空位铁氧体在光催化、固态电池、储存装置和磁性方面具有广阔的应用前景。由于特殊的晶体结构,大量研究集中于对其氧空位晶体结构的表征。层状氧空位铁氧体的化学通式为:afexoy,其中a位阳离子多为二价金属。fe通常根据结构形成feo6,feo5或feo4多面体,而a位阳离子存在于多面体之间。层状氧空位铁氧体中a位阳离子与fe离子比例的变化可以改变晶体结构,并导致电性能的显著差异,使其在传感、能源等领域存在各种应用潜力。
目前报道较多的层状氧空位铁氧体,其a位阳离子与fe离子的原子比例为1:1。为了探索更多的可能性及更优异的电性能,以固体物理等相关理论为指导,设计新型晶体结构,改变阳离子原子比例是有效途径之一。
本发明采用固相法制备了一种新型层状氧空位铁氧体陶瓷材料sr2fe8o18,其sr:fe为1:4,具有层状氧空位结构特征,且具有较大的离子导电率,国内外未见相关报道。
技术实现要素:
有鉴于此,本发明提供了一种新型铁氧体陶瓷材料及其制备方法,该陶瓷材料离子导电性能优异。
为了实现上述目的,本发明采用如下技术方案:
本发明公开的一种新型铁氧体陶瓷材料,其化学式为:sr2fe8o18。
上述新型铁氧体陶瓷材料的制备方法,包括以下制备步骤:
1)将纯度大于99.9%的化学原料srco3、fe2o3分别按sr2fe8o18化学式称量配料。
2)将上述配置好的化学原料混合,放入球磨罐中,加入玛瑙球和去离子水,球磨21-24h,将球磨后的原料于红外干燥箱中烘干,过筛;
3)烘干过筛后粉末,再用粉末压片机以压成圆片;
4)将圆片于1180~1240℃烧结2~6小时。即得新型铁氧体陶瓷材料。
经由上述的技术方案可知,与现有技术相比,本发明有益效果如下:
本发明制备的sr2fe8o18铁氧体陶瓷材料在1khz下,介电常数为28~34,介电损耗为0.04~0.09,离子电导率为:1.1045~1.5898×10-3s/cm。该材料具有较大的离子电导率,可广泛应用于电池领域。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明采用纯度大于99.9%的化学原料srco3、fe2o3制备sr2fe8o18铁氧体陶瓷材料。
具体实施方案如下:
1)将srco3、fe2o3分别按zn:fe摩尔比1:4称量配料,混合后将原料加入尼龙罐中,球磨21h;将球磨后的原料置于红外干燥箱中烘干过筛;
2)再用粉末压片机以4mpa的压力压成φ10mm×5mm的圆柱;
3)将圆柱于1180℃烧结2小时,即得sr2fe8o18铁氧体陶瓷材料。
实施例2
本发明采用纯度大于99.9%的化学原料srco3、fe2o3制备sr2fe8o18铁氧体陶瓷材料。
具体实施方案如下:
1)将srco3、fe2o3分别按zn:fe摩尔比1:4称量配料,混合后将原料加入尼龙罐中,球磨24h;将球磨后的原料置于红外干燥箱中烘干过筛;
2)再用粉末压片机以8mpa的压力压成φ12mm×1mm的圆柱;
3)将圆柱于1180℃烧结2h,即得sr2fe8o18铁氧体陶瓷材料。
实施例3
本发明采用纯度大于99.9%的化学原料srco3、fe2o3制备sr2fe8o18铁氧体陶瓷材料。
具体实施方案如下:
1)将srco3、fe2o3分别按zn:fe摩尔比1:4称量配料,混合后将原料加入尼龙罐中,球磨24h;将球磨后的原料置于红外干燥箱中烘干过筛;
2)再用粉末压片机以2mpa的压力压成φ10mm×5mm的圆柱;
3)将圆柱于1200℃烧结2h,即得sr2fe8o18铁氧体陶瓷材料。
实施例4-7
申请人以实施例3的技术方案为准,改变其中的球磨时间、烧结温度、烧结时间等参数,来制备sr2fe8o18铁氧体陶瓷材料,具体参数参见表1。
进一步地,申请人对实施例1-7制备的材料用4294阻抗分析仪测试其介电性能以及用chi660e电化学工作站测试其离子电导率,结果参见表1。
表1
从表1中可以得知,本发明制备的sr2fe8o18铁氧体陶瓷材料具有较低的介电损耗,较大的离子电导率。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。