• / 8
  • 下載費用:30 金幣  

一種坩堝及用其制備具有織構特征的鐵酸鉍靶材的方法.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510374891.1

申請日:

2015.06.30

公開號:

CN104990409A

公開日:

2015.10.21

當前法律狀態:

授權

有效性:

有權

法律詳情: 授權|||實質審查的生效IPC(主分類):F27B 14/10申請日:20150630|||公開
IPC分類號: F27B14/10; C04B35/26; C04B35/453; C04B35/622 主分類號: F27B14/10
申請人: 重慶科技學院
發明人: 符春林; 高榮禮; 蔡葦; 陳剛; 鄧小玲
地址: 401331重慶市沙坪壩區虎溪大學城重慶科技學院
優先權:
專利代理機構: 北京鴻元知識產權代理有限公司11327 代理人: 王玉芝; 陳英俊
PDF完整版下載: PDF下載
法律狀態
申請(專利)號:

CN201510374891.1

授權公告號:

||||||

法律狀態公告日:

2017.04.19|||2015.11.18|||2015.10.21

法律狀態類型:

授權|||實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種坩堝、用其制備具有織構特征的鐵酸鉍靶材的方法,該坩堝包含坩堝體和坩堝蓋,主要在于在坩堝體的側壁上對稱開設有兩個相同的孔。利用傳統方法制備鐵酸鉍粉末并把粉末進行壓型得到鐵酸鉍塊,使用本發明的坩堝燒結鐵酸鉍塊,將鐵酸鉍塊放入該坩堝體中,使坩堝體側壁上兩孔的中心線穿過鐵酸鉍塊,蓋上坩堝蓋,將坩堝置入微波馬弗爐中燒結,鐵酸鉍塊的晶粒在坩堝體側壁上的兩個孔中心線的方向生長較快,具有固定的取向,形成織構,即得到具有織構的鐵酸鉍靶材。本發明的坩堝結構簡單,利用該坩堝對鐵酸鉍塊實現定向燒結,從而獲得有織構的鐵酸鉍靶材,方法簡單。

權利要求書

權利要求書
1.  一種坩堝,包括坩堝體,以及坩堝蓋,與所述坩堝體配合,用于密封所述坩堝體,其特征在于:所述坩堝體的側壁上對稱設置有兩個相同的孔。

2.  根據權利要求1所述的坩堝,其特征在于:所述坩堝體側壁的孔的孔徑小于0.5cm。

3.  根據權利要求1所述的坩堝,其特征在于:所述坩堝體為立方體、長方體或者圓柱體。

4.  使用權利要求1的坩堝制備具有織構特征的鐵酸鉍靶材的方法,其特征在于:包括以下步驟:
1)制備鐵酸鉍塊;
2)鐵酸鉍塊定向燒結:把鐵酸鉍塊放在托盤上,將托盤放入坩堝體內,使坩堝體側壁上的孔的中心線穿過鐵酸鉍塊,蓋上坩堝蓋對坩堝體進行密封;將坩堝放入微波馬弗爐中,對鐵酸鉍塊進行燒結;鐵酸鉍塊的晶粒在坩堝體側壁上的兩個孔中心線的方向生長較快,具有固定的取向,形成織構,即得到具有織構的鐵酸鉍靶材。

5.  根據權利要求4所述制備具有織構特征的鐵酸鉍靶材的方法,其特征在于:制備鐵酸鉍塊包括以下步驟:
采用固相反應法、水熱法、溶膠-凝膠法、共沉淀法其中一種制備鐵酸鉍粉末;
根據所需尺寸把鐵酸鉍粉末進行壓型,得到鐵酸鉍塊。

6.  根據權利要求4所述制備具有織構特征的鐵酸鉍靶材的方法,其特征在于:所述鐵酸鉍塊燒結溫度為750-850℃,燒結時間為5-12h。

說明書

說明書一種坩堝及用其制備具有織構特征的鐵酸鉍靶材的方法
技術領域
本發明屬于鐵電材料領域,具體涉及一種坩堝、及用其制備具有織構特征的鐵酸鉍靶材的方法。用此方法除了可以制備具有鐵電性的鐵酸鉍靶材之外,也可以制備有織構特征的磁性材料和導電性材料。
背景技術
鐵酸鉍(BiFeO3,簡寫為:BFO)是目前唯一一種在室溫下同時具有磁性有序和鐵電有序的單相多鐵性材料,在研制新型的存儲器、集成電路、磁感器、電容器以及自旋電子器件等方面有著廣泛的應用前景,因此有望以此為基礎開發出同時具有鐵電材料的高讀取速度和鐵磁材料的高寫入速度特點的新型材料。相對于陶瓷材料而言,薄膜可以改善材料的鐵電性能,實現樣品性能的多樣化設計。薄膜材料的優勢在于膜和襯底之間存在失配,所以薄膜材料內應力很大,進而會引起材料的晶格畸變,使其表現出更大的電極化強度。自八十年代起,鐵電薄膜的制備方法和技術取得了迅速的發展。制備薄膜的方法主要包括溶膠-凝膠方法(Sol-Gel)、化學溶液沉積法(CSD)、化學氣相沉積方法(CVD)、脈沖激光沉積方法(PLD)、分子束外延(MBE)和磁控濺射方法(Magnetron Sputtering)。相對于其它方法而言,采用脈沖激光沉積(PLD)法和分子束外延(MBE)更容易制備出高質量高純度的BFO薄膜。這兩種方法在制備BFO薄膜的過程中都需要用到BFO靶材,而高質量的靶材應具備特定的織構、較低的缺陷、較高的純度(高的主相比例)。因此,如何制備出具有特定織構、高純度的靶材十分必要。
目前靶材的制備工藝主要是先通過固相反應法、溶膠-凝膠法或者其它方法制備出粉末,然后將粉末進行壓片得到塊體,最后塊體在高溫下進行燒結得到靶材,然而這些方法都很難獲得具有特定織構的靶材。
發明內容
為了解決現有方法制備靶材難以獲得特定織構的靶材,本發明公開了一種坩堝和用該坩堝定向燒結制備出具有織構特征的BFO靶材。通過傳統方法制備出BFO粉末,并將BFO粉末進行壓塊,再定向燒結BFO塊得到具有特定織構的BFO靶材。本發明通過改變BFO塊燒結步驟,將BFO塊放入本發明的坩堝中,該坩堝的坩堝體的側壁對稱設置有兩個孔,使坩堝體側壁上的孔的中心線穿過BFO塊,BFO塊在燒結過程中在坩堝體側壁上的兩個孔中心線的方向上吸熱較快,晶粒的生長就比較快,BFO塊的晶粒沿著坩堝體側壁上的兩個孔中心線的方向生長比其它方向快,具有固定的取向,從而形成織構。該方法也可以制備La0.3Sr0.7MnO3,BaTiO3,CoFe2O4靶材。
本發明通過以下技術方案實現:
一種坩堝,包括坩堝體,以及坩堝蓋,與所述坩堝體配合,用于密封所述坩堝體,所述坩堝體的側壁上對稱設置有兩個相同的孔。
進一步,所述坩堝體側壁的孔的孔徑小于0.5cm。
進一步,所述坩堝體為立方體、長方體或者圓柱體。
使用上述坩堝制備具有織構特征的鐵酸鉍靶材的方法,包括以下步驟:
1)制備鐵酸鉍塊;
2)鐵酸鉍塊定向燒結:把鐵酸鉍塊放在托盤上,將托盤放入坩堝體內,使鐵酸鉍塊的表面與坩堝體側壁上的兩個孔的中心線重合,蓋上坩堝蓋對坩 堝體進行密封;將坩堝放入微波馬弗爐中,對鐵酸鉍塊進行燒結;鐵酸鉍塊的晶粒在坩堝體側壁上的兩個孔中心線的方向生長較快,具有固定的取向,形成織構,即得到具有織構的鐵酸鉍靶材。
進一步,制備鐵酸鉍塊包括以下步驟:
采用固相反應法、水熱法、溶膠-凝膠法、共沉淀法其中一種制備鐵酸鉍粉末;
根據所需尺寸把鐵酸鉍粉末進行壓型,得到鐵酸鉍塊。
進一步,所述鐵酸鉍塊燒結溫度為750-850℃,燒結時間為5-12h。
本發明的有益效果:
本發明的坩堝,由坩堝體和坩堝蓋組成,坩堝蓋對坩堝進行密封,其主要在于坩堝體的側壁上對稱設置有兩個相同的孔,坩堝體內放置由BFO粉末壓制成的BFO塊,使坩堝體側壁上的孔的中心線穿過BFO塊。將放置有BFO塊的本發明的坩堝置于微波馬弗爐中燒結。由于使用了本發明的坩堝,BFO塊在燒結過程中,微波從坩堝體側壁上的兩孔進入坩堝內,充分的與BFO塊表面接觸,進行熱交換。BFO塊在燒結過程中在坩堝體側壁上的兩個孔中心線的方向上吸熱較快,晶粒的生長就比較快,BFO塊的晶粒沿著坩堝體側壁上的兩個孔中心線的方向生長比其它方向的生長速度快,因此晶粒的生長具有了固定的取向,從而形成織構。
附圖說明
圖1a是本發明的坩堝結構圖;
圖1b是本發明的坩堝放入BFO塊后的結構圖;
圖2a是采用固相反應法燒結而成的具有特定織構的BFO陶瓷的XRD 圖;
圖2b是采用一般微波燒結的BFO陶瓷的表面形貌圖;
圖2c是采用本發明工藝所制備的BFO陶瓷的表面形貌圖;
圖2d是采用本發明工藝所制備的BFO陶瓷的表面形貌圖。
附圖標記
1-坩堝體;2-坩堝蓋;11-孔;3-坩堝;4-石英托盤;5-BFO塊。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
如圖1所示,一種坩堝3,用于燒結鐵酸鉍塊,包括坩堝體1,用于放置BFO塊體。以及坩堝蓋2,與所述坩堝體1配合,用于密封所述坩堝體1,所述坩堝體1的側壁上對稱設置有兩個相同的孔11。
所述坩堝體1和坩堝蓋2由耐高溫材料制成,優選碳化硅,三氧化二鋁。
所述坩堝體1為立方體、長方體或者圓柱體;所述坩堝體1根據被燒結BFO塊形狀制備,優選為圓柱體。所述坩堝體1側壁上的孔優選為圓孔,其半徑小于0.5cm。
使用上述坩堝制備具有織構特征的鐵酸鉍靶材的方法,包括以下步驟:
1)制備鐵酸鉍塊5;
2)如圖1b所示,鐵酸鉍塊定向燒結:把鐵酸鉍塊5放在石英托盤4上,將石英托盤4放入坩堝體1內,使坩堝體側壁上的孔11的中心線穿過鐵酸鉍塊5,蓋上坩堝蓋2對坩堝體1進行密封;將坩堝3放入微波馬弗爐中,對鐵酸鉍塊5進行燒結。所述鐵酸鉍塊5燒結溫度為750-850℃,燒結時間為5-12h。鐵酸鉍塊的晶粒在坩堝體側壁上的兩個孔中心線的方向生長較快,具有固定 的取向,形成織構,即得到具有織構的鐵酸鉍靶材。燒結溫度過低,得到的陶瓷不致密,溫度過高,造成過燒,陶瓷會分解,產生雜相;時間太短,織構不明顯。
制備鐵酸鉍塊包括以下步驟:先采用固相反應法、水熱法、溶膠-凝膠法、共沉淀法制備鐵酸鉍粉末;再根據所需尺寸把鐵酸鉍粉末進行壓型,得到鐵酸鉍塊。
本實驗以固相反應法制備具有織構的BFO靶材:
第1步:將原料Bi2O3,及Fe2O3,按照原子摩爾比Bi:Fe=1:1的比例和原料的純度計算各原料的所需質量,充分研磨使其均勻混合。然后將上述粉末放入清洗干凈的坩堝內并置于微波馬弗爐中,在700℃第一次預燒10h,初步成相。所得產物經充分研磨后在750℃煅燒30h,使原料完全反應。再進行第三次充分研磨,然后將粉末壓制為圓形塊。
第2步:如圖1b所示,在步驟1的基礎上,將BFO塊5放入石英托盤4上,然后水平放入本發明的坩堝體1里,使坩堝體側壁上的孔11的中心線穿過BFO塊5,把坩堝體1上面的坩堝蓋子2蓋上對所述的坩堝體1進行密封,把坩堝3放入微波微波馬弗爐中,對BFO塊進行定向燒結。微波的燒結溫度為800℃,時間為8小時。微波從坩堝體1側壁上的兩個小孔11進如坩堝3內,充分的與BFO塊5表面接觸,進行熱交換。由于沿水平方向交換熱量的速度較快,因此BFO塊在水平方向(坩堝體側壁上的兩孔11的中心線方向)吸熱較快,晶粒的生長就比較快。因此,晶粒就沿水平方向被拉長,具有固定的取向,形成織構。
將制備得到的BFO靶材進行檢測,得到如下結果:圖2a為通過固相反應 法定向燒結而成的具有織構特征的BFO陶瓷的XRD圖,從圖2a中可以看出,制備的BFO陶瓷為純相,沒有其他雜相。而且(110)晶面的衍射峰最高,說明微粒具有一定的擇優取向性。圖2b為通過一般微波燒結的BFO陶瓷的表面形貌圖。在測量形貌之前進行打磨、拋光以便測試。結果表明,如圖2b所示,一般微波法制備的BFO靶材其晶粒不存在取向性,因此晶粒基本上呈球形。圖2c和圖2d為通過本發明方法的定向燒結所制備的BFO陶瓷的表面形貌,從2c和圖2d中可以看出,晶粒具有一定的擇優取向性,沿著對角線方向被拉長,說明晶粒沿著對角線方向生長比較快,從而形成織構。

關 鍵 詞:
一種 坩堝 制備 具有 特征 鐵酸鉍靶材 方法
  專利查詢網所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網友學習交流,未經上傳用戶書面授權,請勿作他用。
關于本文
本文標題:一種坩堝及用其制備具有織構特征的鐵酸鉍靶材的方法.pdf
鏈接地址:http://www.rgyfuv.icu/p-6353595.html
關于我們 - 網站聲明 - 網站地圖 - 資源地圖 - 友情鏈接 - 網站客服客服 - 聯系我們

[email protected] 2017-2018 zhuanlichaxun.net網站版權所有
經營許可證編號:粵ICP備17046363號-1 
 


收起
展開
山东11选5中奖结果走势图