高质量BiFeO3多铁性陶瓷的制备及特性研究

为满足电子器件小型化、集成化和多功能化的需求，针对多铁性BiFeO3陶瓷材料的制备上存在的低密度、高漏导及易出现杂相等问题，拟采用改进的固态烧结工艺制备单相BiFeO3微晶粉末，再通过放电等离子烧结技术将该粉末烧结成高密度陶瓷，最后应用合适的热处理手段降低其漏导，系统研究这类单相磁电多功能陶瓷材料的制备新技术，研究和探讨低漏导、低损耗、高密度、单相铁酸铋陶瓷的形成机理、磁电效应和控制原理，以获得兼具较高电磁耦合强度、低损耗的BiFeO3陶瓷材料。本项目的顺利实施，有助于进一步深入认识和理解单相多铁性陶瓷材料的设计、制备、测试和机理研究等一系列科学问题，对多铁性陶瓷的制备和磁电特性研究提供重要的实验和理论依据，为未来发展新型多功能元器件奠定坚实的理论和实践基础。

针对单相磁电材料的混杂工艺结合固相法制备及介电、压电行为展开研究。应用稀硝酸清洗固相法烧结铁酸铋后出现的杂相，探讨了混杂工艺与放电等离子烧结相结合制备磁电功能陶瓷的技术特性。应用Arrhenius方程分析了不同状态下的材料的介电弛豫行为，发现低温阶段的介电弛豫可以用热处理方法消除。此外还开展了生命材料领域的研究与探索：利用多铁性材料粉末在电场作用下的发热效应，探索多铁性材料纳米粒子通过注入人体癌症部位用于治疗癌症的可行性。这些研究结果在单相多铁性材料固相制备法制备技术、铁电、压电性能的优化，多铁性材料在现代信息与生命科学等领域具有重要的工程应用与理论价值。