余中辉,余博源,祁亚军,梁坤，马志军，章天金

(湖北大学材料科学与工程学院,湖北 武汉 430062)

不同烧结温度对多铁陶瓷Bi5Ti3FeO15磁电性能的影响

余中辉,余博源,祁亚军,梁坤，马志军，章天金

(湖北大学材料科学与工程学院,湖北 武汉 430062)

以TiO2、Fe2O3和Bi2O3为原料，采用固相反应法分别在975、1 000、1 025、1 050 ℃下烧结制备Bi5Ti3FeO15(BTFO)多铁陶瓷.X线衍射结果显示，不同烧结温度制备的BFTO陶瓷均为单一的层状钙钛矿相.随着烧结温度的升高，BTFO陶瓷的晶粒尺寸增大，致密度提高.扫描电镜的结果表明1 050 ℃烧结的陶瓷样品，晶粒尺寸约为15 μm，具有最大的剩余极化Pr值18.6 μC/cm2. BTFO陶瓷在室温下为顺磁性，同时具有一定的磁电耦合特性，磁场为725 Oe、频率50 Hz下测得的磁电耦合系数达到3.7 mV/cm Oe.

烧结温度；晶粒尺寸；剩余极化；磁电耦合

0 引言

单相多铁材料同时具有铁电性和铁磁性，在传感器、自旋电子学和信息存储等方面都有潜在的应用价值,因而在近些年备受关注[1-3]. 然而,同时具有铁电性和铁磁性的化合物又十分有限,如：BiFeO3和BiMnO3[4-5]. BiFeO3室温下具有铁电性和弱铁磁性,其铁电居里温度(TC)约为 1 100 K,反铁电性的奈尔温度(TN)约为 640 K,但它具有大的漏电流和室温下弱的铁磁性等弱点使得不能得到广泛应用[6-7]. 将具有不同功能的单元融入同一材料的晶体结构中在单相材料中是实现铁电性和铁磁性共存的一种有效办法,一种单元保证铁电性,而另一种单元保证铁磁性. Singh在1994年向三层Bi系钙钛矿结构的铁电材料Bi4Ti3O12中成功引入BiFeO3进而形成Bi5Ti3FeO15(BTFO)这类新型的层状结构的单相多铁材……