专利名称：具有γ－Bi的利记博彩app
技术领域：
本发明属于无机非金属材料及功能陶瓷薄膜材料领域，具体涉及应用于信息存储的具有γ-Bi2O3构造的多铁性陶瓷材料和制备方法及其应用。
背景技术：
一种单相的化合物如果同时具有铁电性及铁磁性则被称为多铁性材料。由于在多态信息存储方面的巨大应用前景，多铁性材料目前已经获得了广泛的研究文献1T.Kimura，T.Goto，H.Shintani，K.Ishizaka，T.Arima，Y.Tokura，Nature 426，55(2003)；文献2M.Gajek，M.Bibes，S.Fusil，K.Bouzehouane，J.Fontcuberta，A.Barthelemy，A.Fert，Nature Materials 6，296(2007)。代表这类材料铁电性的电偶极矩矢量可以在外加电场的作用下发生反转，而且代表这类材料铁磁性的磁化强度矢量也可以在外加磁场的作用下发生反转。这两种矢量在外场作用下发生反转的性质就奠定了多铁性材料在信息存储方面的应用基础。理论计算表明，多数多铁性材料中当铁电性及铁磁性同时存在时，这两种机制是互相排斥的，因此至今所发现的多铁性材料在数量上是有限的。
发明内容
1、发明目的本发明的目的在于提供一种具有γ-Bi2O3构造的多铁性陶瓷材料和制备方法及其应用。
2、技术方案一种具有γ-Bi2O3构造的多铁性陶瓷材料，其特征在于它是用两种不同价态的过渡金属离子(其d电子数不为0)掺杂的Bi2O3，用公式BiM1-xNxO3表示，其中M为V，Cr，Mn，Fe，Co，Ni或Cu中的一种，其中N为V，Cr，Mn，Fe，Co，Ni或Cu中的一种，但M和N不同时为一种元素，其中的X值为0.05-0.95。
一种具有γ-Bi2O3构造的多铁性陶瓷材料的制备方法，其制备步骤如下(1)按M及N的掺杂摩尔浓度1-x及x来称量Bi2O3和M及N的氧化物原料，使得金属离子的摩尔浓度比例为Bi∶M∶N＝1∶(1-x)∶x；(2)将原材料放在氧化锆的球磨罐中用酒精混合后进行球磨，球磨机转速为100-1000转/分钟，球磨时间为1-24小时；(3)将球磨后的浆体放入烘箱中烘干，烘箱温度为30-150℃，烘干时间为1-10小时；(4)将烘干后的粉末用研钵充分研磨，利用压片机在10-25MPa的压力下压片成型；
(5)将压成的小片放进箱式电炉中烧结，烧结温度为300-1100℃，烧结时间为5分钟-6小时，然后直接将样品置于空气中退火，使得陶瓷片结晶成γ-Bi2O3构造。图1显示M及N掺杂Bi2O3陶瓷的X射线衍射谱，从图中可以看出陶瓷片具有完全的γ-Bi2O3相，无杂质相存在。
上述步骤(1)中M及N的氧化物原料为VO2，Cr2O3，MnO2，Fe2O3，Co2O3，Ni2O3或CuO中的一种。
上述的具有γ-Bi2O3构造的多铁性陶瓷材料在制备磁性信息记录材料、铁电信息记录材料以及磁性及铁电多态信息记录材料中的应用。
多铁性陶瓷材料的性能测试方法对具有γ-Bi2O3构造的多铁性陶瓷材料的性能测试包括X射线衍射，铁磁性能测试，铁电及介电性能测试，具体如下X射线衍射测试利用粉末X射线衍射测试方法确定具有γ-Bi2O3构造的多铁性陶瓷材料的X射线衍射谱，从而确定其晶体结构。
铁磁性能测试(1)利用振动样品磁强计(VSM)测试多铁性陶瓷材料在室温下的H-M迴线；(2)利用振动样品磁强计(VSM)测试多铁性陶瓷材料在室温以上的磁化强度随温度变化关系曲线(M-T)。
铁电性能测试利用铁电综合测试仪测试具有γ-Bi2O3构造的多铁性陶瓷材料的铁电P-E迴线。
介电性能测试利用介电测试系统测量具有γ-Bi2O3构造的多铁性陶瓷样品的相对介电常数及介电损耗随温度变化关系曲线。
3、有益效果(1)在Bi2O3中掺杂M及N后，掺杂Bi2O3样品具有了较强的铁磁性质。图2显示M及N掺杂Bi2O3陶瓷材料的室温下的铁磁迴线。从图中可以看出，M及N掺杂Bi2O3陶瓷材料在室温下具有标志材料铁磁特性的M-H迴线。BiFe0.6Co0.4O3在室温和100000e的磁场下的饱和磁化强度为14.8emu/g，矫顽场为700Oe。
(2)在Bi2O3中掺杂M及N后，掺杂Bi2O3材料在室温以上发生了顺磁-铁磁转变。图3显示M及N掺杂Bi2O3陶瓷材料室温以上的磁化强度随温度变化关系曲线。从图中可以看出，M及N掺杂Bi2O3陶瓷材料在750K附近发生了顺磁-铁磁性转变。
(3)在Bi2O3中掺杂M及N后，掺杂Bi2O3样品具有了较强的铁电性。图4显示M及N掺杂Bi2O3陶瓷材料室温下的铁电迴线。从图中可以看出，M及N掺杂Bi2O3陶瓷材料在室温下具有标志材料铁电特性的P-E迴线。该陶瓷材料的饱和极化值达到了3.7μC/cm2，标志剩余极化的特征值2Pr为4.8μC/cm2，矫顽场为11kV/cm。图5a和5b显示M及N掺杂Bi2O3陶瓷材料的介电常数随温度变化关系曲线。从图中可以看出，陶瓷材料在490K附近介电常数有一明显的驰豫峰，可能与材料的顺电-铁电转变有关。
四
图1、M及N掺杂Bi2O3陶瓷材料的X射线衍射谱。
图2、M及N掺杂Bi2O3陶瓷材料的室温下的铁磁迴线。
图3、M及N掺杂Bi2O3陶瓷材料室温以上的磁化强度随温度变化关系曲线。
图4、M及N掺杂Bi2O3陶瓷材料室温下的铁电迴线。
图5a和5b、M及N掺杂Bi2O3陶瓷材料的介电常数随温度变化关系曲线。
五具体实施例方式
实施例1一种具有γ-Bi2O3构造的多铁性陶瓷材料，其特征在于该材料是用Fe和Co掺杂的γ-Bi2O3，用公式BiFe0.7Co0.3O3表示。
实施例2一种具有γ-Bi2O3构造的多铁性陶瓷材料，其特征在于该材料是用Fe和Ni掺杂的γ-Bi2O3，用公式BiFe0.7Ni0.3O3表示。
实施例3一种具有γ-Bi2O3构造的多铁性陶瓷材料，其特征在于该材料是用Cr和Co掺杂的γ-Bi2O3，用公式BiCr0.7Co0.3O3表示。
实施例4一种具有γ-Bi2O3构造的多铁性陶瓷材料的制备方法，其制备步骤如下(1)按Fe及Co的掺杂摩尔浓度0.7及0.3来称量Bi2O3、Fe2O3及Co2O3，使得金属离子的摩尔浓度比例为Bi∶Fe∶Co＝1∶0.7∶0.3；(2)将原材料放在氧化锆的球磨罐中用酒精混合后进行球磨，球磨机转速为500转/分钟，球磨时间为10小时；(3)将球磨后的浆体放入烘箱中烘干，烘箱温度为80℃，烘干时间为4小时；(4)将烘干后的粉末用研钵充分研磨，利用压片机在20MPa的压力下压片成型；(5)将压成的小片放进箱式电炉中烧结，烧结温度为750℃，烧结时间为10分钟，然后直接将样品置于空气中退火，使得陶瓷小片结晶成γ-Bi2O3构造。
实施例5一种具有γ-Bi2O3构造的多铁性陶瓷材料的制备方法，其制备步骤如下(6)按Fe及Ni的掺杂浓度0.7及0.3来称量Bi2O3、Fe2O3及Ni2O3，使得金属离子的摩尔浓度比例为Bi∶Fe∶Ni＝1∶0.7∶0.3；(7)将原材料放在氧化锆的球磨罐中用酒精混合后进行球磨，球磨机转速为500转/分钟，球磨时间为10小时；(8)将球磨后的浆体放入烘箱中烘干，烘箱温度为80℃，烘干时间为4小时；(9)将烘干后的粉末用研钵充分研磨，利用压片机在20MPa的压力下压片成型；(10)将压成的小片放进箱式电炉中烧结，烧结温度为750℃，烧结时间为16小时，电炉从烧结温度冷却到室温的时间为12小时，使得陶瓷小片结晶成γ-Bi2O3构造。
实施例6一种具有γ-Bi2O3构造的多铁性陶瓷材料的制备方法，其制备步骤如下(11)按Cr及Co的掺杂浓度0.7及0.3来称量Bi2O3、Cr2O3及Co2O3，使得金属离子的摩尔浓度比例为Bi∶Cr∶Co＝1∶0.7∶0.3；(12)将原材料放在氧化锆的球磨罐中用酒精混合后进行球磨，球磨机转速为500转/分钟，球磨时间为10小时；(13)将球磨后的浆体放入烘箱中烘干，烘箱温度为80℃，烘干时间为4小时；(14)将烘干后的粉末用研钵充分研磨，利用压片机在20MPa的压力下压片成型；(15)将压成的小片放进箱式电炉中烧结，烧结温度为750℃，烧结时间为10分钟，然后直接将样品置于空气中退火，使得陶瓷小片结晶成γ-Bi2O3构造。
实施例7一种具有γ-Bi2O3构造的多铁性陶瓷材料的应用，具体如下(1)Fe及Co掺杂Bi2O3陶瓷材料BiFe0.6Co0.4O3在室温下具有标志材料铁磁特性的M-H迴线，磁化强度矢量可以在外磁场作用下发生反转。这种特性可以应用于信息存储。BiFe0.6Co0.4O3在室温和10000Oe的磁场下的饱和磁化强度为14.8emu/g，矫顽场为700Oe。
(2)Fe及Co掺杂Bi2O3陶瓷材料BiFe0.6Co0.4O3在室温下具有标志材料铁电特性的P-E迴线，极化强度矢量可以在外磁场作用下发生反转。这种特性可以应用于信息存储。其饱和极化值达到了3.7μC/cm2，标志剩余极化的特征值2Pr为4.8μC/cm2，矫顽场为11kV/cm。
权利要求
1.一种具有γ-Bi2O3构造的多铁性陶瓷材料，其特征在于该材料是用两种不同价态的过渡金属离子掺杂的Bi2O3，用公式BiM1-xNxO3表示，其中M为V，Cr，Mn，Fe，Co，Ni或Cu中的一种，其中N为V，Cr，Mn，Fe，Co，Ni或Cu中的一种，但M和N不同时为一种元素，其中X值为0.05-0.95。
2.一种制备具有γ-Bi2O3构造的多铁性陶瓷材料的方法，其制备步骤如下(1)按M及N的掺杂浓度1-x及x来称量Bi2O3和M及N的氧化物原料，使得金属离子的摩尔浓度比例为Bi∶M∶N＝1∶(1-x)∶x；(2)将原材料放在氧化锆的球磨罐中用酒精混合后进行球磨，球磨机转速为100-1000转/分钟，球磨时间为1-24小时；(3)将球磨后的浆体放入烘箱中烘干，烘箱温度为30-150℃，烘干时间为1-10小时；(4)将烘干后的粉末用研钵充分研磨，利用压片机在10-25MPa的压力下压片成型；(5)将压成的小片放进箱式电炉中烧结，烧结温度为300-1100℃，烧结时间为5分钟-6小时，然后直接将样品置于空气中退火，使得陶瓷小片结晶成γ-Bi2O3构造。
3.根据权利要求2所述的多铁性陶瓷材料的制备方法，其特征在于在步骤(1)中所述的M及N的氧化物原料为VO2，Cr2O3，MnO2，Fe2O3，Co2O3，Ni2O3或CuO中的一种。
4.如权利要求1所述的具有γ-Bi2O3构造的多铁性陶瓷材料在制备磁性信息记录材料中的应用。
5.如权利要求1所述的具有γ-Bi2O3构造的多铁性陶瓷材料在制备铁电信息记录材料中的应用。
6.如权利要求1所述的具有γ-Bi2O3构造的多铁性陶瓷材料在制备磁性及铁电多态信息记录材料中的应用。
全文摘要
一种具有γ－Bi
文档编号C04B35/622GK101074162SQ200710024628
公开日2007年11月21日 申请日期2007年6月26日 优先权日2007年6月26日
发明者殷江, 刘治国, 徐波 申请人:南京大学