CN103588474A - 一种包覆结构的磁电复相陶瓷的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种包覆结构的磁电复相陶瓷的制备方法，它涉及一种复相陶瓷的制备方法。本发明的目的是要解决现有方法制备包覆结构的磁电复相陶瓷存在被包覆相容易团聚、在包覆相中分布不均匀、包覆效果差及杂质多的问题。步骤：一、制备溶胶A；二、制备溶液B；三、制备溶胶C；四、制备溶胶D；五、滴加、搅拌；六、干燥；七：煅烧；八、研磨；九、烧结。优点：一、本发明被包覆相分布均匀，包覆效果好；二、本发明烧结温度低，杂质少，制备得到的包覆结构的磁电复相陶瓷的尺度均匀且为纳米级别；三、本发明易于操作，降低了30%～50%成本；四、本发明铁磁相的结晶温度远低于铁电相，铁磁相和铁电相分步析出。本发明可获得包覆结构的磁电复相陶瓷。
Description
技术领域
本发明涉及一种包覆结构的复相陶瓷的制备方法。
背景技术
磁电材料同时具有铁磁、铁电性，并且由于铁磁相和铁电相之间的应力耦合，其展现了新颖的磁电耦合性能，在信息存储、自旋电子逻辑单元、微波领域、高压输电线路的电流测量、宽波段磁探测以及多功能电子设备如传感器、制动器、感应器、转换器等方面有诸多应用。
鉴于单相材料无法满足实际需求，通过复合分别具有铁电性、铁磁性的两种不同的材料，以获得在室温下具有强磁电耦合的异质结构的新型材料，成为新的突破口。这种方法获得了非常好的结果，磁电耦合效应从单相材料的mV/(cm·Oe)级别提高到V/(cm·Oe)级别。
高性能和易制备是磁电复合材料的主要目标，为此，人们在组分设计、复合结构和制备工艺方面采取了一系列研究。
其中由于包覆结构很大程度上提高了复合材料的渗流特性和铁磁相和铁电相之间的应力耦合，提高了复合材料的磁电性能，人们对由铁电相包覆铁磁相复合结构的磁电复合陶瓷也进行了相关研究。
为了获得包覆结构的磁电复合陶瓷，目前采用的制备工艺主要有溶胶包覆法、共沉淀法和凝胶燃烧法，但它们制备的包覆结构的磁电复合陶瓷中均存在被包覆相容易团聚、在包覆相中分布不均匀、包覆效果差及杂质多的问题。
发明内容
本发明的目的是要解决现有方法制备包覆结构的磁电复相陶瓷存在被包覆相容易团聚、在包覆相中分布不均匀、包覆效果差及杂质多的问题，而提供一种包覆结构的磁电复相陶瓷的制备方法。
一种包覆结构的磁电复相陶瓷为铁电相的aA4-xBxTi3O12包覆铁磁性的bCoFe2O4的磁电复相陶瓷，其中a为A4-xBxTi3O12的物质的量，b为CoFe2O4的物质的量，且0.3≤a≤0.9，0.1≤b≤0.7，a+b=1，A4-xBxTi3O12中0.5≤x≤0.9，A为铋元素或钡元素，B为钕元素、镧元素或铈元素，Ti为钛元素，O为氧元素，具体的制备方法是按以下步骤完成的：
一、制备溶胶A：①依照化学式A4-xBxTi3O12称取铋盐和钡盐中的一种作为原料1，称取钕盐、镧盐和铈盐中的一种作为原料2，将原料1和原料2混合得到原料，然后向原料中加入质量分数为99.5%～99.9%的醋酸，在温度为80℃～100℃和搅拌速度为150r/min～300r/min的条件下搅拌至原料完全溶解，得到含有原料的醋酸溶液；②首先在室温条件下使步骤一①得到的含有原料的醋酸溶液自然冷却至室温，然后向自然冷却至室温的含有原料的醋酸溶液中加入溶剂，在搅拌速度为150r/min～300r/min的条件下搅拌30min～45min，得到溶胶A；
步骤一①中所述的A4-xBxTi3O12中0.5≤x≤0.9，A为铋元素或钡元素，B为钕元素、镧元素或铈元素，Ti为钛元素，O为氧元素；
步骤一①中所述的铋盐为次硝酸铋或乙酸铋；步骤一①中所述的钡盐为硝酸钡或乙酸钡；步骤一①中所述的钕盐为硝酸钕或乙酸钕；步骤一①中所述的镧盐为硝酸镧或乙酸镧；步骤一①中所述的铈盐为硝酸铈或乙酸铈；
步骤一①中所述的原料总的物质的量与醋酸的体积比为(0.2mmol～1.6mmol):1mL；
步骤一②中所述的溶剂为乙二醇或乙二醇甲醚；
步骤一①中所述的醋酸与步骤一②中所述的溶剂的体积比为(1～10):1；
二、制备溶液B：将质量分数为99.0%～99.8%的乙二醇加入到钛酸四丁酯中，在室温下和搅拌速度为150r/min～300r/min的条件下搅拌10min～20min，得到溶液B；
步骤二所述的钛酸四丁酯的质量与乙二醇的体积比为(50mg～300mg):1mL；
三、制备溶胶C：将溶胶A和溶液B充分混合，在室温条件下和搅拌速度为150r/min～300r/min的条件下搅拌10min～20min，得到溶胶C；
步骤三中所述的溶液B中钛酸四丁酯的物质的量与溶胶A中原料总的物质的量的比为3:4；
四、制备溶胶D：①依照化学式CoFe2O4分别称取硝酸钴和硝酸铁；②将步骤四①称取的硝酸钴和硝酸铁分别加入到质量分数为99.5%～99.9%的醋酸中，在温度为60℃～90℃和搅拌速度为150r/min～300r/min的条件下搅拌至硝酸钴和硝酸铁完全溶解，得到硝酸钴/硝酸铁的醋酸溶液；③首先在室温条件下使步骤四②得到的硝酸钴/硝酸铁的醋酸溶液自然冷却至室温，然后向自然冷却至室温的硝酸钴/硝酸铁的醋酸溶液中加入质量分数为99.0%～99.8%的乙二醇，在搅拌速度为150r/min～300r/min的条件下搅拌15min～20min，得到溶胶D；
步骤四①中所述的CoFe2O4中Co为钴元素，Fe为铁元素，O为氧元素；
步骤四①中所述的硝酸钴的物质的量与硝酸铁的物质的量比为1:2；
步骤四①中所述的硝酸钴的物质的量与步骤四②中所述的醋酸的体积比为(0.1mmol～1.5mmol):1mL；
步骤四②中所述的醋酸与步骤四③中所述的乙二醇的体积比为(1～10):1；
五、滴加、搅拌：①将溶胶D以45滴/min～60滴/min的滴速滴加到搅拌速度为150r/min～300r/min的溶胶C中，得到溶胶C/溶胶D的混合溶胶；②将步骤五①得到的溶胶C/溶胶D的混合溶胶以150r/min～300r/min的搅拌速度搅拌10min～20min，得到搅拌后的溶胶C/溶胶D的混合溶胶；
步骤五中所述的溶胶C/溶胶D的混合溶胶中钛元素与溶胶C/溶胶D的混合溶胶中钴元素的摩尔比为3a:b，且0.3≤a≤0.9，0.1≤b≤0.7，a+b=1；
六、干燥：①将步骤五②得到的搅拌后的溶胶C/溶胶D的混合溶液在温度为30℃～50℃的温度下干燥24h～48h，得到混合湿凝胶；②步骤六①得到的混合湿凝胶在温度为30℃～50℃的条件下干燥120h～170h，得到混合干凝胶；
七、煅烧：首先将步骤六②得到的混合干凝胶以5℃/min～10℃/min的升温速率从室温升温至350℃～450℃，并在350℃～450℃的条件下保温1h～2h，然后以5℃/min～10℃/min的升温速率从温度为350℃～450℃升温至600℃～650℃，并在温度为600℃～650℃的条件下保温1h～2h，随炉自然冷却后得到陶瓷粉体；
八、研磨：将步骤七得到的陶瓷粉体进行研磨，得到颗粒细腻的粉末；
九、烧结：将步骤八得到的颗粒细腻的粉末在压力为8MPa～12MPa的压力下压成片状，在温度为1000℃～1300℃的温度下保温1h～2h，得到aA4-xBxTi3O12包覆bCoFe2O4的磁电复相陶瓷。
本发明的优点：一、本发明制备的包覆结构的磁电复相陶瓷的被包覆相分布均匀，包覆效果好；
二、本发明烧结温度低，杂质少，制备得到的包覆结构的磁电复相陶瓷的尺度均匀且为纳米级别；
三、本发明采用溶胶-凝胶(sol-gel)原位合成法和分步热处理方法制备一种包覆结构的磁电复相陶瓷，与其他制备包覆结构的磁电复相陶瓷的方法相比易于操作，方便快捷，降低了30%～50%成本；
四、本发明步骤七中以分步热处理方法煅烧混合干凝胶以获得陶瓷粉体时，铁磁相的结晶温度远低于铁电相，铁磁相和铁电相分步析出。
本发明可获得包覆结构的磁电复相陶瓷。
附图说明
图1是试验二步骤六②得到的混合干凝胶的差热-热重曲线图；
图2是试验二步骤九得到的包覆结构的磁电复相陶瓷放大10000倍的扫描电子显微镜背景散射电子图片；
图3是试验二步骤九得到的包覆结构的磁电复相陶瓷选取黑色区域做能谱分析的背景散射电子图片；
图4是图3中选取黑色区域做能谱分析，得到的能谱图；
图5是试验二步骤九得到的包覆结构的磁电复相陶瓷选取白色区域做能谱分析的背景散射电子图片；
图6是图5中选取白色区域做能谱分析，得到的能谱图；
图7是包覆结构的磁电复相陶瓷的XRD图，图7中1是试验一步骤九得到的包覆结构的磁电复相陶瓷的XRD图，图7中2是试验二步骤九得到的包覆结构的磁电复相陶瓷的XRD图，图7中3是试验三步骤九得到的包覆结构的磁电复相陶瓷的XRD图，图7中4是试验四步骤九得到的包覆结构的磁电复相陶瓷的XRD图；
图8是包覆结构的磁电复相陶瓷的磁滞回线图谱，图8中1为试验一步骤九得到的包覆结构的磁电复相陶的磁滞回线图谱，图8中2为试验二步骤九得到的包覆结构的磁电复相陶的磁滞回线图谱，图8中3为试验三步骤九得到的包覆结构的磁电复相陶的磁滞回线图谱，图8中4为试验四步骤九得到的包覆结构的磁电复相陶的磁滞回线图谱；
图9是包覆结构的磁电复相陶瓷的电滞回线图谱，图9中1为试验一步骤九得到的包覆结构的磁电复相陶的电滞回线图谱，图9中2为试验二步骤九得到的包覆结构的磁电复相陶的电滞回线图谱，图9中3为试验三步骤九得到的包覆结构的磁电复相陶的电滞回线图谱，图9中4为试验四步骤九得到的包覆结构的磁电复相陶的电滞回线图谱；
图10是Bi3.15Nd0.85Ti3O12干凝胶煅烧后得到粉体的XRD图，其中图10中1是试验五步骤四得到的Bi3.15Nd0.85Ti3O12干凝胶经200℃煅烧后得到粉体的XRD图，其中图10中2是试验五步骤四得到的Bi3.15Nd0.85Ti3O12干凝胶经300℃煅烧后得到粉体的XRD图，其中图10中3是试验五步骤四得到的Bi3.15Nd0.85Ti3O12干凝胶经400℃煅烧后得到粉体的XRD图，其中图10中4是试验五步骤四得到的Bi3.15Nd0.85Ti3O12干凝胶经500℃煅烧后得到粉体的XRD图，其中图10中5是试验五步骤四得到的Bi3.15Nd0.85Ti3O12干凝胶经600℃煅烧后得到粉体的XRD图；
图11是CoFe2O4干凝胶煅烧后得到粉体的XRD图，其中图11中1是试验六步骤二得到的CoFe2O4干凝胶经200℃煅烧后得到粉体的XRD图，其中图11中2是试验六步骤二得到的CoFe2O4干凝胶经300℃煅烧后得到粉体的XRD图，其中图11中3是试验六步骤二得到的CoFe2O4干凝胶经400℃煅烧后得到粉体的XRD图，其中图11中4是试验六步骤二得到的CoFe2O4干凝胶经500℃煅烧后得到粉体的XRD图，其中图11中5是试验六步骤二得到的CoFe2O4干凝胶经600℃煅烧后得到粉体的XRD图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式是一种包覆结构的磁电复相陶瓷为铁电相的aA4-xBxTi3O12包覆铁磁性的bCoFe2O4的磁电复相陶瓷，其中a为A4-xBxTi3O12的物质的量，b为CoFe2O4的物质的量，且0.3≤a≤0.9，0.1≤b≤0.7，a+b=1，A4-xBxTi3O12中0.5≤x≤0.9，A为铋元素或钡元素，B为钕元素、镧元素或铈元素，Ti为钛元素，O为氧元素，具体的制备方法是按以下步骤完成的：
一、制备溶胶A：①依照化学式A4-xBxTi3O12称取铋盐和钡盐中的一种作为原料1，称取钕盐、镧盐和铈盐中的一种作为原料2，将原料1和原料2混合得到原料，然后向原料中加入质量分数为99.5%～99.9%的醋酸，在温度为80℃～100℃和搅拌速度为150r/min～300r/min的条件下搅拌至原料完全溶解，得到含有原料的醋酸溶液；②首先在室温条件下使步骤一①得到的含有原料的醋酸溶液自然冷却至室温，然后向自然冷却至室温的含有原料的醋酸溶液中加入溶剂，在搅拌速度为150r/min～300r/min的条件下搅拌30min～45min，得到溶胶A；
步骤一①中所述的A4-xBxTi3O12中0.5≤x≤0.9，A为铋元素或钡元素，B为钕元素、镧元素或铈元素，Ti为钛元素，O为氧元素；
步骤一①中所述的铋盐为次硝酸铋或乙酸铋；步骤一①中所述的钡盐为硝酸钡或乙酸钡；步骤一①中所述的钕盐为硝酸钕或乙酸钕；步骤一①中所述的镧盐为硝酸镧或乙酸镧；步骤一①中所述的铈盐为硝酸铈或乙酸铈；
步骤一①中所述的原料总的物质的量与醋酸的体积比为(0.2mmol～1.6mmol):1mL；
步骤一②中所述的溶剂为乙二醇或乙二醇甲醚；
步骤一①中所述的醋酸与步骤一②中所述的溶剂的体积比为(1～10):1；
二、制备溶液B：将质量分数为99.0%～99.8%的乙二醇加入到钛酸四丁酯中，在室温下和搅拌速度为150r/min～300r/min的条件下搅拌10min～20min，得到溶液B；
步骤二所述的钛酸四丁酯的质量与乙二醇的体积比为(50mg～300mg):1mL；
三、制备溶胶C：将溶胶A和溶液B充分混合，在室温条件下和搅拌速度为150r/min～300r/min的条件下搅拌10min～20min，得到溶胶C；
步骤三中所述的溶液B中钛酸四丁酯的物质的量与溶胶A中原料总的物质的量的比为3:4；
四、制备溶胶D：①依照化学式CoFe2O4分别称取硝酸钴和硝酸铁；②将步骤四①称取的硝酸钴和硝酸铁分别加入到质量分数为99.5%～99.9%的醋酸中，在温度为60℃～90℃和搅拌速度为150r/min～300r/min的条件下搅拌至硝酸钴和硝酸铁完全溶解，得到硝酸钴/硝酸铁的醋酸溶液；③首先在室温条件下使步骤四②得到的硝酸钴/硝酸铁的醋酸溶液自然冷却至室温，然后向自然冷却至室温的硝酸钴/硝酸铁的醋酸溶液中加入质量分数为99.0%～99.8%的乙二醇，在搅拌速度为150r/min～300r/min的条件下搅拌15min～20min，得到溶胶D；
步骤四①中所述的CoFe2O4中Co为钴元素，Fe为铁元素，O为氧元素；
步骤四①中所述的硝酸钴的物质的量与硝酸铁的物质的量比为1:2；
步骤四①中所述的硝酸钴的物质的量与步骤四②中所述的醋酸的体积比为(0.1mmol～1.5mmol):1mL；
步骤四②中所述的醋酸与步骤四③中所述的乙二醇的体积比为(1～10):1；
五、滴加、搅拌：①将溶胶D以45滴/min～60滴/min的滴速滴加到搅拌速度为150r/min～300r/min的溶胶C中，得到溶胶C/溶胶D的混合溶胶；②将步骤五①得到的溶胶C/溶胶D的混合溶胶以150r/min～300r/min的搅拌速度搅拌10min～20min，得到搅拌后的溶胶C/溶胶D的混合溶胶；
步骤五中所述的溶胶C/溶胶D的混合溶胶中钛元素与溶胶C/溶胶D的混合溶胶中钴元素的摩尔比为3a:b，且0.3≤a≤0.9，0.1≤b≤0.7，a+b=1；
六、干燥：①将步骤五②得到的搅拌后的溶胶C/溶胶D的混合溶液在温度为30℃～50℃的温度下干燥24h～48h，得到混合湿凝胶；②步骤六①得到的混合湿凝胶在温度为30℃～50℃的条件下干燥120h～170h，得到混合干凝胶；
七、煅烧：首先将步骤六②得到的混合干凝胶以5℃/min～10℃/min的升温速率从室温升温至350℃～450℃，并在350℃～450℃的条件下保温1h～2h，然后以5℃/min～10℃/min的升温速率从温度为350℃～450℃升温至600℃～650℃，并在温度为600℃～650℃的条件下保温1h～2h，随炉自然冷却后得到陶瓷粉体；
八、研磨：将步骤七得到的陶瓷粉体进行研磨，得到颗粒细腻的粉末；
九、烧结：将步骤八得到的颗粒细腻的粉末在压力为8MPa～12MPa的压力下压成片状，在温度为1000℃～1300℃的温度下保温1h～2h，得到aA4-xBxTi3O12包覆bCoFe2O4的磁电复相陶瓷。
本实施方式的优点：一、本实施方式制备的包覆结构的磁电复相陶瓷的被包覆相分布均匀，包覆效果好；
二、本实施方式烧结温度低，杂质少，制备得到的包覆结构的磁电复相陶瓷的尺度均匀且为纳米级别；
三、本实施方式采用溶胶凝胶(sol-gel)原位合成法和分步热处理方法制备一种包覆结构的磁电复相陶瓷，与其他制备包覆结构的磁电复相陶瓷的方法相比易于操作，方便快捷，降低了30%～50%成本；
四、本实施方式步骤七中以分步热处理方法煅烧混合干凝胶以获得陶瓷粉体时，铁磁相的结晶温度远低于铁电相，铁磁相和铁电相分步析出。
本实施方式可获得包覆结构的磁电复相陶瓷。
本实施方式步骤六①中在较低温度下干燥目的是：一、让溶胶内的小分子有机物进行充分的缩聚反应，增加溶胶粘度，使溶胶内部产生大分子有机物组成的骨架结构，达到限定金属离子运动范围的目的，这样可以使最终得到的凝胶内金属离子分布更加均匀；二、挥发出去一些水分及小分子有机单体；
本实施方式步骤六②中在较高温度下干燥的目的是尽可能的挥发去除溶胶内的有机物和水分。
本实施方式步骤七首先将步骤六得到的混合干凝胶以5℃/min～10℃/min的升温速率从室温升温至350℃～450℃，并在350℃～450℃的条件下保温1h～2h，目的是在该温度下CoFe2O4会首先生成，然后以5℃/min～10℃/min的升温速率从温度为350℃～450℃升温至600℃～650℃，并在温度为600℃～650℃的条件下保温1h～2h的目的是生成A4-xBxTi3O12，达到A4-xBxTi3O12包覆CoFe2O4的最终目标。
本实施方式步骤八中的研磨目的是细化粉体颗粒度，方便后期压片中的造粒过程，利于压制出没有裂纹的块体。
本实施方式步骤九的烧结目的是使得陶瓷致密化。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一①中所述的A4-xBxTi3O12中x=0.85，A为铋元素，B为钕元素，Ti为钛元素，O为氧元素。其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二之一不同的是：步骤一①中依照化学式A4-xBxTi3O12称取铋盐作为原料1，称取钕盐作为原料2，将原料1和原料2混合得到原料；所述的铋盐为次硝酸铋；所述的钕盐为硝酸钕。其它与具体实施方式一至二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤一②中所述的溶剂为乙二醇。其它与具体实施方式一至三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤一②中首先在室温条件下使步骤一①得到的含有原料的醋酸溶液自然冷却至室温，然后向自然冷却至室温的含有原料的醋酸溶液中加入溶剂，在搅拌速度为200r/min～300r/min的条件下搅拌35min～45min，得到溶胶A。其它与具体实施方式一至四相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同点是：步骤二中将质量分数为99.0%～99.8%的乙二醇加入到钛酸四丁酯中，在室温下和搅拌速度为200r/min～300r/min的条件下搅拌15min～20min，得到溶液B。其他步骤与具体实施方式一至五相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同点是：步骤三中将溶胶A和溶液B充分混合，在室温条件下和搅拌速度为200r/min～300r/min的条件下搅拌15min～20min，得到溶胶C。其他步骤与具体实施方式一至六相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同点是：步骤四③中首先在室温条件下使步骤四②得到的硝酸钴/硝酸铁的醋酸溶液自然冷却至室温，然后向自然冷却至室温的硝酸钴/硝酸铁的醋酸溶液中加入质量分数为99.0%～99.8%的乙二醇，在搅拌速度为200r/min～300r/min的条件下搅拌15min～20min，得到溶胶D。其他步骤与具体实施方式一至七相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同点是：步骤七中首先将步骤六②得到的混合干凝胶以6℃/min～10℃/min的升温速率从室温升温至380℃～450℃，并在380℃～450℃的条件下保温1h～2h，然后以6℃/min～10℃/min的升温速率从温度为380℃～450℃升温至600℃～650℃，并在温度为600℃～650℃的条件下保温1.5h～2h，随炉自然冷却后得到陶瓷粉体。其他步骤与具体实施方式一至八相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同点是：步骤九中将步骤八得到的颗粒细腻的粉末在压力为10MPa～12MPa的压力下压成片状，在温度为1120℃～1220℃的温度下保温1.5h～2h，得到aA4-xBxTi3O12包覆bCoFe2O4的磁电复相陶瓷。其他步骤与具体实施方式一至九相同。
采用下述试验验证本发明效果：
试验一：一种包覆结构的磁电复相陶瓷为铁电相的aA4-xBxTi3O12包覆铁磁性的bCoFe2O4的磁电复相陶瓷，其中a为A4-xBxTi3O12的物质的量，b为CoFe2O4的物质的量，且a=0.3，b=0.7，a+b=1，A4-xBxTi3O12中x=0.85，A为铋元素，B为钕元素，Ti为钛元素，O为氧元素，具体的制备方法是按以下步骤完成的：
一、制备溶胶A：①依照化学式A4-xBxTi3O12称取铋盐和钡盐中的一种作为原料1，称取钕盐、镧盐和铈盐中的一种作为原料2，将原料1和原料2混合得到原料，然后向原料中加入质量分数为99.5%，在温度为90℃和搅拌速度为250r/min的条件下搅拌至原料完全溶解，得到含有原料的醋酸溶液；②首先在室温条件下使步骤一①得到的含有原料的醋酸溶液自然冷却至室温，然后向自然冷却至室温的含有原料的醋酸溶液中加入溶剂，在搅拌速度为250r/min的条件下搅拌40min，得到溶胶A；
步骤一①中所述的A4-xBxTi3O12中x=0.85，A为铋元素，B为钕元素，Ti为钛元素，O为氧元素；
步骤一①中所述的铋盐为次硝酸铋；步骤一①中所述的钕盐为硝酸钕；
步骤一①中所述的原料总的物质的量与醋酸的体积比为0.8mmol:1mL；
步骤一②中所述的溶剂为乙二醇；
步骤一①中所述的醋酸与步骤一②中所述的溶剂的体积比为8:1；
二、制备溶液B：将质量分数为99.5%的乙二醇加入到钛酸四丁酯中，在室温下和搅拌速度为250r/min的条件下搅拌15min，得到溶液B；
步骤二所述的钛酸四丁酯的质量与乙二醇的体积比为290mg:1mL；
三、制备溶胶C：将溶胶A和溶液B充分混合，在室温条件下和搅拌速度为250r/min的条件下搅拌15min，得到溶胶C；
步骤三中所述的溶液B中钛酸四丁酯的物质的量与溶胶A中原料总的物质的量的比为3:4；
四、制备溶胶D：①依照化学式CoFe2O4分别称取硝酸钴和硝酸铁；②将步骤四①称取的硝酸钴和硝酸铁分别加入到质量分数为99.5%的醋酸中，在温度为80℃和搅拌速度为250r/min的条件下搅拌至硝酸钴和硝酸铁完全溶解，得到硝酸钴/硝酸铁的醋酸溶液；③首先在室温条件下使步骤四②得到的硝酸钴/硝酸铁的醋酸溶液自然冷却至室温，然后向自然冷却至室温的硝酸钴/硝酸铁的醋酸溶液中加入质量分数为99.85%的乙二醇，在搅拌速度为250r/min的条件下搅拌20min，得到溶胶D；
步骤四①中所述的CoFe2O4中Co为钴元素，Fe为铁元素，O为氧元素；
步骤四①中所述的硝酸钴的物质的量与硝酸铁的物质的量比为1:2；
步骤四①中所述的硝酸钴的物质的量与步骤四②中所述的醋酸的体积比为0.2mmol:1mL；
步骤四②中所述的醋酸与步骤四③中所述的乙二醇的体积比为8:1；
五、滴加、搅拌：①将溶胶D以45滴/min～60滴/min的滴速滴加到搅拌速度为150r/min～300r/min的溶胶C中，得到溶胶C/溶胶D的混合溶胶；②将步骤五①得到的溶胶C/溶胶D的混合溶胶以150r/min～300r/min的搅拌速度搅拌10min～20min，得到搅拌后的溶胶C/溶胶D的混合溶胶；
步骤五中所述的溶胶C/溶胶D的混合溶胶中钛元素与溶胶C/溶胶D的混合溶胶中钴元素的摩尔比为3a:b，且a=0.3，b=0.7，a+b=1；
六、干燥：①将步骤五②得到的搅拌后的溶胶C/溶胶D的混合溶胶在温度为40℃的温度下干燥30h，得到混合湿凝胶；②步骤六①得到的混合湿凝胶在温度为40℃的条件下干燥150h，得到混合干凝胶；
七、煅烧：首先将步骤六②得到的混合干凝胶以8℃/min的升温速率从室温升温至400℃，并在400℃的条件下保温1.5h，然后以8℃/min的升温速率从温度为400℃升温至630℃，并在温度为630℃的条件下保温1.5h，随炉自然冷却后得到陶瓷粉体；
八、研磨：将步骤七得到的陶瓷粉体进行研磨，得到颗粒细腻的粉末；
九、烧结：将步骤八得到的颗粒细腻的粉末在压力为10MPa的压力下压成片状，在温度为1100℃的温度下保温1.5h，得到0.3A4-xBxTi3O12包覆0.7CoFe2O4的磁电复相陶瓷。
本试验的优点：一、本试验制备的包覆结构的磁电复相陶瓷的被包覆相分布均匀，包覆效果好；
二、本试验烧结温度低，杂质少，制备得到的包覆结构的磁电复相陶瓷的尺度均匀且为纳米级别；
三、本试验采用溶胶凝胶(sol-gel)原位合成法和分步热处理方法制备一种包覆结构的磁电复相陶瓷，与其他制备包覆结构的磁电复相陶瓷的方法相比易于操作，方便快捷，降低了40%成本；
四、本试验步骤七中以分步热处理方法煅烧混合干凝胶以获得陶瓷粉体时，铁磁相的结晶温度远低于铁电相，铁磁相和铁电相分步析出。
试验二：一种包覆结构的磁电复相陶瓷为铁电相的aA4-xBxTi3O12包覆铁磁性的bCoFe2O4的磁电复相陶瓷，其中a为A4-xBxTi3O12的物质的量，b为CoFe2O4的物质的量，且a=0.5，b=0.5，a+b=1，A4-xBxTi3O12中x=0.85，A为铋元素，B为钕元素，Ti为钛元素，O为氧元素，具体的制备方法是按以下步骤完成的：
一、制备溶胶A：①依照化学式A4-xBxTi3O12称取铋盐和钡盐中的一种作为原料1，称取钕盐、镧盐和铈盐中的一种作为原料2，将原料1和原料2混合得到原料，然后向原料中加入质量分数为99.5%，在温度为90℃和搅拌速度为250r/min的条件下搅拌至原料完全溶解，得到含有原料的醋酸溶液；②首先在室温条件下使步骤一①得到的含有原料的醋酸溶液自然冷却至室温，然后向自然冷却至室温的含有原料的醋酸溶液中加入溶剂，在搅拌速度为250r/min的条件下搅拌40min，得到溶胶A；
步骤一①中所述的A4-xBxTi3O12中x=0.85，A为铋元素，B为钕元素，Ti为钛元素，O为氧元素；
步骤一①中所述的铋盐为次硝酸铋；步骤一①中所述的钕盐为硝酸钕；
步骤一①中所述的原料总的物质的量与醋酸的体积比为0.8mmol:1mL；
步骤一②中所述的溶剂为乙二醇；
步骤一①中所述的醋酸与步骤一②中所述的溶剂的体积比为8:1；
二、制备溶液B：将质量分数为99.5%的乙二醇加入到钛酸四丁酯中，在室温下和搅拌速度为250r/min的条件下搅拌15min，得到溶液B；
步骤二所述的钛酸四丁酯的质量与乙二醇的体积比为290mg:1mL；
三、制备溶胶C：将溶胶A和溶液B充分混合，在室温条件下和搅拌速度为250r/min的条件下搅拌15min，得到溶胶C；
步骤三中所述的溶液B中钛酸四丁酯的物质的量与溶胶A中原料总的物质的量的比为3:4；
四、制备溶胶D：①依照化学式CoFe2O4分别称取硝酸钴和硝酸铁；②将步骤四①称取的硝酸钴和硝酸铁分别加入到质量分数为99.5%的醋酸中，在温度为80℃和搅拌速度为250r/min的条件下搅拌至硝酸钴和硝酸铁完全溶解，得到硝酸钴/硝酸铁的醋酸溶液；③首先在室温条件下使步骤四②得到的硝酸钴/硝酸铁的醋酸溶液自然冷却至室温，然后向自然冷却至室温的硝酸钴/硝酸铁的醋酸溶液中加入质量分数为99.85%的乙二醇，在搅拌速度为250r/min的条件下搅拌20min，得到溶胶D；
步骤四①中所述的CoFe2O4中Co为钴元素，Fe为铁元素，O为氧元素；
步骤四①中所述的硝酸钴的物质的量与硝酸铁的物质的量比为1:2；
步骤四①中所述的硝酸钴的物质的量与步骤四②中所述的醋酸的体积比为0.2mmol:1mL；
步骤四②中所述的醋酸与步骤四③中所述的乙二醇的体积比为8:1；
五、滴加、搅拌：①将溶胶D以45滴/min～60滴/min的滴速滴加到搅拌速度为150r/min～300r/min的溶胶C中，得到溶胶C/溶胶D的混合溶胶；②将步骤五①得到的溶胶C/溶胶D的混合溶胶以150r/min～300r/min的搅拌速度搅拌10min～20min，得到搅拌后的溶胶C/溶胶D的混合溶胶；
步骤五中所述的溶胶C/溶胶D的混合溶胶中钛元素与溶胶C/溶胶D的混合溶胶中钴元素的摩尔比为3a:b，且a=0.5，b=0.5，a+b=1；
六、干燥：①将步骤五②得到的搅拌后的溶胶C/溶胶D的混合溶胶在温度为40℃的温度下干燥30h，得到混合湿凝胶；②步骤六①得到的混合湿凝胶在温度为40℃的条件下干燥150h，得到混合干凝胶；
七、煅烧：首先将步骤六②得到的混合干凝胶以8℃/min的升温速率从室温升温至400℃，并在400℃的条件下保温1.5h，然后以8℃/min的升温速率从温度为400℃升温至630℃，并在温度为630℃的条件下保温1.5h，随炉自然冷却后得到陶瓷粉体；
八、研磨：将步骤七得到的陶瓷粉体进行研磨，得到颗粒细腻的粉末；
九、烧结：将步骤八得到的颗粒细腻的粉末在压力为10MPa的压力下压成片状，在温度为1100℃的温度下保温1.5h，得到0.5A4-xBxTi3O12包覆0.5CoFe2O4的磁电复相陶瓷。
本试验的优点：一、本试验制备的包覆结构的磁电复相陶瓷的被包覆相分布均匀，包覆效果好；
二、本试验烧结温度低，杂质少，制备得到的包覆结构的磁电复相陶瓷的尺度均匀且为纳米级别；
三、本试验采用溶胶凝胶(sol-gel)原位合成法和分步热处理方法制备一种包覆结构的磁电复相陶瓷，与其他制备包覆结构的磁电复相陶瓷的方法相比易于操作，方便快捷，降低了45%成本；
四、本试验步骤七中以分步热处理方法煅烧混合干凝胶以获得陶瓷粉体时，铁磁相的结晶温度远低于铁电相，铁磁相和铁电相分步析出。
使用同步热分析仪对一种包覆结构的磁电复相陶瓷进行测试，如图1所示。图1是试验二步骤六②得到的混合干凝胶的差热-热重曲线图，其中1是热重曲线，2是差热曲线。从图1可以看出试验二步骤六②得到的混合干凝胶随温度变化时的质量及吸热、放热变化；从图1中1可知试验二步骤六②得到的混合干凝胶的有机物经过挥发、燃烧后导致质量降低，在450℃时降至47%～48%左右，之后随着温度的升高，其质量基本不再变化。从图1中2可知试验二步骤六②得到的混合干凝胶在146℃、238℃、326℃、426℃和589℃下出现放热峰，说明发生了放热反应。
使用扫描电子显微镜对试验二步骤九得到的包覆结构的磁电复相陶瓷进行测试，如图3所示。图3是试验二步骤九得到的包覆结构的磁电复相陶瓷放大10000倍的扫描电子显微镜背景散射电子图片，从图中可以看出，试验二步骤九得到的包覆结构的磁电复相陶瓷的尺度均匀且为纳米级别。
采用扫描电子显微镜配备的能谱分析仪对试验二步骤九得到的包覆结构的磁电复相陶瓷进行分析，如图3和图4所示，图3是试验二步骤九得到的包覆结构的磁电复相陶瓷选取黑色区域做能谱分析的背景散射电子图片，图4是图3中选取黑色区域做能谱分析，得到的能谱图，各元素含量列于表1。
表1
| 元素 | 质量百分数(%) | 原子百分数(%) |
| O | 24.33 | 59.92 |
| Ti | 07.79 | 06.41 |
| Nd | 05.09 | 01.39 |
| Fe | 24.31 | 17.15 |
| Co | 16.39 | 10.96 |
| Bi | 22.10 | 04.17 |
采用扫描电子显微镜配备的能谱分析仪对试验二步骤九得到的包覆结构的磁电复相陶瓷进行分析，如图5和图6所示，图5是试验二步骤九得到的包覆结构的磁电复相陶瓷选取白色区域做能谱分析的背景散射电子图片，图6是图5中选取白色区域做能谱分析，得到的能谱图，各元素含量列于表2。
表2
| 元素 | 质量百分数(%) | 原子百分数(%) |
| O | 07.42 | 36.22 |
| Ti | 16.49 | 26.88 |
| Nd | 08.29 | 04.49 |
| Fe | 04.73 | 06.61 |
| Co | 02.36 | 03.13 |
| Bi | 60.71 | 22.68 |
从表1和表2可以看出黑色区域中Co和Fe的原子百分比含量占优，白色区域中Bi、Nd和Ti的原子百分比含量占优，因此可间接证明白色中Bi3.15Nd0.85Ti3O12含量高，黑色区域中CoFe2O4含量高。
从表1和表2可以看出黑色区域中Co和Fe的原子百分比含量占优，白色区域中Bi、Nd和Ti的原子百分比含量占优，因此可间接证明白色中Bi3.15Nd0.85Ti3O12含量高，黑色区域中CoFe2O4含量高。
从图3、图4、图5和图6，表1和表2可知，图3中白色区域为Bi3.15Nd0.85Ti3O12，黑色区域为CoFe2O4，且白色区域中心存在着明显的黑影，且黑色区域CoFe2O4相在白色区域Bi3.15Nd0.85Ti3O12相中分布均匀，说明Bi3.15Nd0.85Ti3O12包覆CoFe2O4的效果良好。在一些白色区域的交界处，存在少数较大的黑色晶粒为CoFe2O4相。
试验三：一种包覆结构的磁电复相陶瓷为铁电相的aA4-xBxTi3O12包覆铁磁性的bCoFe2O4的磁电复相陶瓷，其中a为A4-xBxTi3O12的物质的量，b为CoFe2O4的物质的量，且a=0.7，b=0.3，a+b=1，A4-xBxTi3O12中x=0.85，A为铋元素，B为钕元素，Ti为钛元素，O为氧元素，具体的制备方法是按以下步骤完成的：
一、制备溶胶A：①依照化学式A4-xBxTi3O12称取铋盐和钡盐中的一种作为原料1，称取钕盐、镧盐和铈盐中的一种作为原料2，将原料1和原料2混合得到原料，然后向原料中加入质量分数为99.5%，在温度为90℃和搅拌速度为250r/min的条件下搅拌至原料完全溶解，得到含有原料的醋酸溶液；②首先在室温条件下使步骤一①得到的含有原料的醋酸溶液自然冷却至室温，然后向自然冷却至室温的含有原料的醋酸溶液中加入溶剂，在搅拌速度为250r/min的条件下搅拌40min，得到溶胶A；
步骤一①中所述的A4-xBxTi3O12中x=0.85，A为铋元素，B为钕元素，Ti为钛元素，O为氧元素；
步骤一①中所述的铋盐为次硝酸铋；步骤一①中所述的钕盐为硝酸钕；
步骤一①中所述的原料总的物质的量与醋酸的体积比为0.8mmol:1mL；
步骤一②中所述的溶剂为乙二醇；
步骤一①中所述的醋酸与步骤一②中所述的溶剂的体积比为8:1；
二、制备溶液B：将质量分数为99.5%的乙二醇加入到钛酸四丁酯中，在室温下和搅拌速度为250r/min的条件下搅拌15min，得到溶液B；
步骤二所述的钛酸四丁酯的质量与乙二醇的体积比为290mg:1mL；
三、制备溶胶C：将溶胶A和溶液B充分混合，在室温条件下和搅拌速度为250r/min的条件下搅拌15min，得到溶胶C；
步骤三中所述的溶液B中钛酸四丁酯的物质的量与溶胶A中原料总的物质的量的比为3:4；
四、制备溶胶D：①依照化学式CoFe2O4分别称取硝酸钴和硝酸铁；②将步骤四①称取的硝酸钴和硝酸铁分别加入到质量分数为99.5%的醋酸中，在温度为80℃和搅拌速度为250r/min的条件下搅拌至硝酸钴和硝酸铁完全溶解，得到硝酸钴/硝酸铁的醋酸溶液；③首先在室温条件下使步骤四②得到的硝酸钴/硝酸铁的醋酸溶液自然冷却至室温，然后向自然冷却至室温的硝酸钴/硝酸铁的醋酸溶液中加入质量分数为99.85%的乙二醇，在搅拌速度为250r/min的条件下搅拌20min，得到溶胶D；
步骤四①中所述的CoFe2O4中Co为钴元素，Fe为铁元素，O为氧元素；
步骤四①中所述的硝酸钴的物质的量与硝酸铁的物质的量比为1:2；
步骤四①中所述的硝酸钴的物质的量与步骤四②中所述的醋酸的体积比为0.2mmol:1mL；
步骤四②中所述的醋酸与步骤四③中所述的乙二醇的体积比为8:1；
五、滴加、搅拌：①将溶胶D以45滴/min～60滴/min的滴速滴加到搅拌速度为150r/min～300r/min的溶胶C中，得到溶胶C/溶胶D的混合溶胶；②将步骤五①得到的溶胶C/溶胶D的混合溶胶以150r/min～300r/min的搅拌速度搅拌10min～20min，得到搅拌后的溶胶C/溶胶D的混合溶胶；
步骤五中所述的溶胶C/溶胶D的混合溶胶中钛元素与溶胶C/溶胶D的混合溶胶中钴元素的摩尔比为3a:b，且a=0.7，b=0.3，a+b=1；
六、干燥：①将步骤五②得到的搅拌后的溶胶C/溶胶D的混合溶胶在温度为40℃的温度下干燥30h，得到混合湿凝胶；②步骤六①得到的混合湿凝胶在温度为40℃的条件下干燥150h，得到混合干凝胶；
七、煅烧：首先将步骤六②得到的混合干凝胶以8℃/min的升温速率从室温升温至400℃，并在400℃的条件下保温1.5h，然后以8℃/min的升温速率从温度为400℃升温至630℃，并在温度为630℃的条件下保温1.5h，随炉自然冷却后得到陶瓷粉体；
八、研磨：将步骤七得到的陶瓷粉体进行研磨，得到颗粒细腻的粉末；
九、烧结：将步骤八得到的颗粒细腻的粉末在压力为10MPa的压力下压成片状，在温度为1100℃的温度下保温1.5h，得到0.7A4-xBxTi3O12包覆0.3CoFe2O4的磁电复相陶瓷。
本试验的优点：一、本试验制备的包覆结构的磁电复相陶瓷的被包覆相分布均匀，包覆效果好；
二、本试验烧结温度低，杂质少，制备得到的包覆结构的磁电复相陶瓷的尺度均匀且为纳米级别；
三、本试验采用溶胶凝胶(sol-gel)原位合成法和分步热处理方法制备一种包覆结构的磁电复相陶瓷，与其他制备包覆结构的磁电复相陶瓷的方法相比易于操作，方便快捷，降低了43%成本；
四、本试验步骤七中以分步热处理方法煅烧混合干凝胶以获得陶瓷粉体时，铁磁相的结晶温度远低于铁电相，铁磁相和铁电相分步析出。
试验四：一种包覆结构的磁电复相陶瓷为铁电相的aA4-xBxTi3O12包覆铁磁性的bCoFe2O4的磁电复相陶瓷，其中a为A4-xBxTi3O12的物质的量，b为CoFe2O4的物质的量，且a=0.9，b=0.1，a+b=1，A4-xBxTi3O12中x=0.85，A为铋元素，B为钕元素，Ti为钛元素，O为氧元素，具体的制备方法是按以下步骤完成的：
一、制备溶胶A：①依照化学式A4-xBxTi3O12称取铋盐和钡盐中的一种作为原料1，称取钕盐、镧盐和铈盐中的一种作为原料2，将原料1和原料2混合得到原料，然后向原料中加入质量分数为99.5%，在温度为90℃和搅拌速度为250r/min的条件下搅拌至原料完全溶解，得到含有原料的醋酸溶液；②首先在室温条件下使步骤一①得到的含有原料的醋酸溶液自然冷却至室温，然后向自然冷却至室温的含有原料的醋酸溶液中加入溶剂，在搅拌速度为250r/min的条件下搅拌40min，得到溶胶A；
步骤一①中所述的A4-xBxTi3O12中x=0.85，A为铋元素，B为钕元素，Ti为钛元素，O为氧元素；
步骤一①中所述的铋盐为次硝酸铋；步骤一①中所述的钕盐为硝酸钕；
步骤一①中所述的原料总的物质的量与醋酸的体积比为0.8mmol:1mL；
步骤一②中所述的溶剂为乙二醇；
步骤一①中所述的醋酸与步骤一②中所述的溶剂的体积比为8:1；
二、制备溶液B：将质量分数为99.5%的乙二醇加入到钛酸四丁酯中，在室温下和搅拌速度为250r/min的条件下搅拌15min，得到溶液B；
步骤二所述的钛酸四丁酯的质量与乙二醇的体积比为290mg:1mL；
三、制备溶胶C：将溶胶A和溶液B充分混合，在室温条件下和搅拌速度为250r/min的条件下搅拌15min，得到溶胶C；
步骤三中所述的溶液B中钛酸四丁酯的物质的量与溶胶A中原料总的物质的量的比为3:4；
四、制备溶胶D：①依照化学式CoFe2O4分别称取硝酸钴和硝酸铁；②将步骤四①称取的硝酸钴和硝酸铁分别加入到质量分数为99.5%的醋酸中，在温度为80℃和搅拌速度为250r/min的条件下搅拌至硝酸钴和硝酸铁完全溶解，得到硝酸钴/硝酸铁的醋酸溶液；③首先在室温条件下使步骤四②得到的硝酸钴/硝酸铁的醋酸溶液自然冷却至室温，然后向自然冷却至室温的硝酸钴/硝酸铁的醋酸溶液中加入质量分数为99.85%的乙二醇，在搅拌速度为250r/min的条件下搅拌20min，得到溶胶D；
步骤四①中所述的CoFe2O4中Co为钴元素，Fe为铁元素，O为氧元素；
步骤四①中所述的硝酸钴的物质的量与硝酸铁的物质的量比为1:2；
步骤四①中所述的硝酸钴的物质的量与步骤四②中所述的醋酸的体积比为0.2mmol:1mL；
步骤四②中所述的醋酸与步骤四③中所述的乙二醇的体积比为8:1；
五、滴加、搅拌：①将溶胶D以45滴/min～60滴/min的滴速滴加到搅拌速度为150r/min～300r/min的溶胶C中，得到溶胶C/溶胶D的混合溶胶；②将步骤五①得到的溶胶C/溶胶D的混合溶胶以150r/min～300r/min的搅拌速度搅拌10min～20min，得到搅拌后的溶胶C/溶胶D的混合溶胶；
步骤五中所述的溶胶C/溶胶D的混合溶胶中钛元素与溶胶C/溶胶D的混合溶胶中钴元素的摩尔比为3a:b，且a=0.9，b=0.1，a+b=1；
六、干燥：①将步骤五②得到的搅拌后的溶胶C/溶胶D的混合溶胶在温度为40℃的温度下干燥30h，得到混合湿凝胶；②步骤六①得到的混合湿凝胶在温度为40℃的条件下干燥150h，得到混合干凝胶；
七、煅烧：首先将步骤六②得到的混合干凝胶以8℃/min的升温速率从室温升温至400℃，并在400℃的条件下保温1.5h，然后以8℃/min的升温速率从温度为400℃升温至630℃，并在温度为630℃的条件下保温1.5h，随炉自然冷却后得到陶瓷粉体；
八、研磨：将步骤七得到的陶瓷粉体进行研磨，得到颗粒细腻的粉末；
九、烧结：将步骤八得到的颗粒细腻的粉末在压力为10MPa的压力下压成片状，在温度为1100℃的温度下保温1.5h，得到0.9A4-xBxTi3O12包覆0.1CoFe2O4的磁电复相陶瓷。
本试验的优点：一、本试验制备的包覆结构的磁电复相陶瓷的被包覆相分布均匀，包覆效果好；
二、本试验烧结温度低，杂质少，制备得到的包覆结构的磁电复相陶瓷的尺度均匀且为纳米级别；
三、本试验采用溶胶凝胶(sol-gel)原位合成法和分步热处理方法制备一种包覆结构的磁电复相陶瓷，与其他制备包覆结构的磁电复相陶瓷的方法相比易于操作，方便快捷，降低了42%成本；
四、本试验步骤七中以分步热处理方法煅烧混合干凝胶以获得陶瓷粉体时，铁磁相的结晶温度远低于铁电相，铁磁相和铁电相分步析出。
使用X射线衍射仪对包覆结构的磁电复相陶瓷进行测试，如图7所示，图7是包覆结构的磁电复相陶瓷的XRD图，图7中1是试验一步骤九得到的包覆结构的磁电复相陶瓷的XRD图，图7中2是试验二步骤九得到的包覆结构的磁电复相陶瓷的XRD图，图7中3是试验三步骤九得到的包覆结构的磁电复相陶瓷的XRD图，图7中4是试验四步骤九得到的包覆结构的磁电复相陶瓷的XRD图；图7中2θ位于16.19°，21.64°，23.36°,30.10°,32.99°,39.78°,47.44°,51.56°，57.29°，分别对应于Bi3.15Nd0.85Ti3O12晶体的(060)、(080)、(111)、(171)、(200)、(280)、(202)、(2140)和(173)晶面；图7中2θ位于35.45°,43.47°,62.73°，分别对应于CoFe2O4晶体的(311)、(400)、和(440)晶面，说明试验一、试验二、试验三和试验四制备的包覆结构的磁电复相陶瓷确实为Bi3.15Nd0.85Ti3O12包覆CoFe2O4结构的磁电复相陶瓷，图7中XRD特征衍射峰明显，且几乎没有杂质峰，说明试验一、试验二、试验三和试验四制备的Bi3.15Nd0.85Ti3O12包覆CoFe2O4结构的磁电复相陶纯度很高。
使用综合物性测量系统对包覆结构的磁电复相陶瓷进行测试，如图8所示。图8是包覆结构的磁电复相陶瓷的磁滞回线图谱，图8中1为试验一步骤九得到的包覆结构的磁电复相陶的磁滞回线图谱；图8中2为试验二步骤九得到的包覆结构的磁电复相陶的磁滞回线图谱；图8中3为试验三步骤九得到的包覆结构的磁电复相陶的磁滞回线图谱；图8中4为试验四步骤九得到的包覆结构的磁电复相陶的磁滞回线图谱；从图8中可以看出试验一、试验二、试验三盒试验四得到的包覆结构的磁电复相陶瓷有磁性。
使用铁电测试系统对包覆结构的磁电复相陶瓷进行测试，如图9所示。图9是包覆结构的磁电复相陶瓷的电滞回线图谱，图9中1为试验一步骤九得到的包覆结构的磁电复相陶的电滞回线图谱；图9中2为试验二步骤九得到的包覆结构的磁电复相陶的电滞回线图谱；图9中3为试验三步骤九得到的包覆结构的磁电复相陶的电滞回线图谱；图9中4为试验四步骤九得到的包覆结构的磁电复相陶的电滞回线图谱；从图9中可以看出试验一、试验二、试验三盒试验四得到的包覆结构的磁电复相陶瓷有电性。
试验五：制备Bi3.15Nd0.85Ti3O12干凝胶的对比试验：
一、制备溶胶A：①依照化学式Bi3.15Nd0.85Ti3O12称取铋盐和钡盐中的一种作为原料1，称取钕盐、镧盐和铈盐中的一种作为原料2，将原料1和原料2混合得到原料，然后向原料中加入质量分数为99.5%，在温度为90℃和搅拌速度为250r/min的条件下搅拌至原料完全溶解，得到含有原料的醋酸溶液；②首先在室温条件下使步骤一①得到的含有原料的醋酸溶液自然冷却至室温，然后向自然冷却至室温的含有原料的醋酸溶液中加入溶剂，在搅拌速度为250r/min的条件下搅拌40min，得到溶胶A；
步骤一①中所述的Bi3.15Nd0.85Ti3O12，Bi为铋元素，Nd为钕元素，Ti为钛元素，O为氧元素；
步骤一①中所述的铋盐为次硝酸铋；步骤一①中所述的钕盐为硝酸钕；
步骤一①中所述的原料总的物质的量与醋酸的体积比为0.8mmol:1mL；
步骤一②中所述的溶剂为乙二醇；
步骤一①中所述的醋酸与步骤一②中所述的溶剂的体积比为8:1；
二、制备溶液B：将质量分数为99.5%的乙二醇加入到钛酸四丁酯中，在室温下和搅拌速度为250r/min的条件下搅拌15min，得到溶液B；
步骤二所述的钛酸四丁酯的质量与乙二醇的体积比为290mg:1mL；
三、制备溶胶C：将溶胶A和溶液B充分混合，在室温条件下和搅拌速度为250r/min的条件下搅拌15min，得到溶胶C；
步骤三中所述的溶液B中钛酸四丁酯的物质的量与溶胶A中原料总的物质的量的比为3:4；
四、干燥：将步骤三得到的溶胶C在温度为40℃的温度下干燥30h，得到湿凝胶；②步骤四①得到的湿凝胶在温度为40℃的条件下干燥150h，得到Bi3.15Nd0.85Ti3O12干凝胶。
将试验五步骤四得到的Bi3.15Nd0.85Ti3O12干凝胶分别经200℃、300℃、400℃、500℃和600℃煅烧，将经200℃、300℃、400℃、500℃和600℃煅烧后得到的Bi3.15Nd0.85Ti3O12粉体使用X射线衍射仪对其进行测试，如图10所示。图10是Bi3.15Nd0.85Ti3O12干凝胶煅烧后得到粉体的XRD图，其中图10中1是试验五步骤四得到的Bi3.15Nd0.85Ti3O12干凝胶经200℃煅烧后得到粉体的XRD图，其中图10中2是试验五步骤四得到的Bi3.15Nd0.85Ti3O12干凝胶经300℃煅烧后得到粉体的XRD图，其中图10中3是试验五步骤四得到的Bi3.15Nd0.85Ti3O12干凝胶经400℃煅烧后得到粉体的XRD图，其中图10中4是试验五步骤四得到的Bi3.15Nd0.85Ti3O12干凝胶经500℃煅烧后得到粉体的XRD图，其中图10中5是试验五步骤四得到的Bi3.15Nd0.85Ti3O12干凝胶经600℃煅烧后得到粉体的XRD图。
从图10中可以看出，试验五步骤四得到的Bi3.15Nd0.85Ti3O12干凝胶经500℃煅烧后得到粉体才能出现明显的Bi3.15Nd0.85Ti3O12物相，随着温度升高，峰型更尖锐，表示物相晶化更完全。
试验六：制备CoFe2O4干凝胶的对比试验：
一、制备溶胶A：①依照化学式CoFe2O4分别称取硝酸钴和硝酸铁；②将步骤一①称取的硝酸钴和硝酸铁分别加入到质量分数为99.5%的醋酸中，在温度为80℃和搅拌速度为250r/min的条件下搅拌至硝酸钴和硝酸铁完全溶解，得到硝酸钴/硝酸铁的醋酸溶液；③首先在室温条件下使步骤一②得到的硝酸钴/硝酸铁的醋酸溶液自然冷却至室温，然后向自然冷却至室温的硝酸钴/硝酸铁的醋酸溶液中加入质量分数为99.85%的乙二醇，在搅拌速度为250r/min的条件下搅拌20min，得到溶胶A；
步骤一①中所述的CoFe2O4中Co为钴元素，Fe为铁元素，O为氧元素；
步骤一①中所述的硝酸钴的物质的量与硝酸铁的物质的量比为1:2；
步骤一①中所述的硝酸钴的物质的量与步骤四②中所述的醋酸的体积比为0.2mmol:1mL；
步骤一②中所述的醋酸与步骤四③中所述的乙二醇的体积比为8:1；
二、干燥：①将步骤一③得到的溶胶A在温度为40℃的温度下干燥30h，得到湿凝胶；②步骤二①得到的湿凝胶在温度为40℃的条件下干燥150h，得到CoFe2O4干凝胶。
将试验六步骤二得到的CoFe2O4干凝胶分别经200℃、300℃、400℃、500℃和600℃煅烧，将经200℃、300℃、400℃、500℃和600℃煅烧后的CoFe2O4干凝胶使用X射线衍射仪对其进行测试，如图11所示。图11是CoFe2O4干凝胶经煅烧后得到的XRD图，其中图11中1是试验六步骤二得到的CoFe2O4干凝胶经200℃煅烧后得到粉体的XRD图，其中图11中2是试验六步骤二得到的CoFe2O4干凝胶经300℃煅烧后得到粉体的XRD图，其中图11中3是试验六步骤二得到的CoFe2O4干凝胶经400℃煅烧后得到粉体的XRD图，其中图11中4是试验六步骤二得到的CoFe2O4干凝胶经500℃煅烧后得到粉体的XRD图，其中图11中5是试验六步骤二得到的CoFe2O4干凝胶经600℃煅烧后得到粉体的XRD图。
从图11中可以看出，试验六步骤二②得到的CoFe2O4干凝胶经300℃煅烧后得到粉体才能出现明显的CoFe2O4物相，随着温度升高，峰型更尖锐，表示物相晶化更完全。该温度较差热-热重分析中的320℃低是由于热分析仪的升温速率快，而反应需要一定的时间过程，造成放热峰滞后。
从图1、图10和图11可知，在320℃～450℃下反应生成的是CoFe2O4陶瓷粉体，在500℃～650℃下反应生成Bi3.15Nd0.85Ti3O12陶瓷粉体。本发明步骤七中以分步热处理方法煅烧混合干凝胶以获得陶瓷粉体时，铁磁相的结晶温度远低于铁电相，铁磁相和铁电相分步析出，这也是本发明的优点之一。
Claims (10)
1.一种包覆结构的磁电复相陶瓷的制备方法，其特征在于一种包覆结构的磁电复相陶瓷为铁电相的aA4-xBxTi3O12包覆铁磁性的bCoFe2O4的磁电复相陶瓷，其中a为A4-xBxTi3O12的物质的量，b为CoFe2O4的物质的量，且0.3≤a≤0.9，0.1≤b≤0.7，a+b=1，A4-xBxTi3O12中0.5≤x≤0.9，A为铋元素或钡元素，B为钕元素、镧元素或铈元素，Ti为钛元素，O为氧元素，具体的制备方法是按以下步骤完成的：
一、制备溶胶A：①依照化学式A4-xBxTi3O12称取铋盐和钡盐中的一种作为原料1，称取钕盐、镧盐和铈盐中的一种作为原料2，将原料1和原料2混合得到原料，然后向原料中加入质量分数为99.5%～99.9%的醋酸，在温度为80℃～100℃和搅拌速度为150r/min～300r/min的条件下搅拌至原料完全溶解，得到含有原料的醋酸溶液；②首先在室温条件下使步骤一①得到的含有原料的醋酸溶液自然冷却至室温，然后向自然冷却至室温的含有原料的醋酸溶液中加入溶剂，在搅拌速度为150r/min～300r/min的条件下搅拌30min～45min，得到溶胶A；
步骤一①中所述的A4-xBxTi3O12中0.5≤x≤0.9，A为铋元素或钡元素，B为钕元素、镧元素或铈元素，Ti为钛元素，O为氧元素；
步骤一①中所述的铋盐为次硝酸铋或乙酸铋；步骤一①中所述的钡盐为硝酸钡或乙酸钡；步骤一①中所述的钕盐为硝酸钕或乙酸钕；步骤一①中所述的镧盐为硝酸镧或乙酸镧；步骤一①中所述的铈盐为硝酸铈或乙酸铈；
步骤一①中所述的原料总的物质的量与醋酸的体积比为(0.2mmol～1.6mmol):1mL；
步骤一②中所述的溶剂为乙二醇或乙二醇甲醚；
步骤一①中所述的醋酸与步骤一②中所述的溶剂的体积比为(1～10):1；
二、制备溶液B：将质量分数为99.0%～99.8%的乙二醇加入到钛酸四丁酯中，在室温下和搅拌速度为150r/min～300r/min的条件下搅拌10min～20min，得到溶液B；
步骤二所述的钛酸四丁酯的质量与乙二醇的体积比为(50mg～300mg):1mL；
三、制备溶胶C：将溶胶A和溶液B充分混合，在室温条件下和搅拌速度为150r/min～300r/min的条件下搅拌10min～20min，得到溶胶C；
步骤三中所述的溶液B中钛酸四丁酯的物质的量与溶胶A中原料总的物质的量的比为3:4；
四、制备溶胶D：①依照化学式CoFe2O4分别称取硝酸钴和硝酸铁；②将步骤四①称取的硝酸钴和硝酸铁分别加入到质量分数为99.5%～99.9%的醋酸中，在温度为60℃～90℃和搅拌速度为150r/min～300r/min的条件下搅拌至硝酸钴和硝酸铁完全溶解，得到硝酸钴/硝酸铁的醋酸溶液；③首先在室温条件下使步骤四②得到的硝酸钴/硝酸铁的醋酸溶液自然冷却至室温，然后向自然冷却至室温的硝酸钴/硝酸铁的醋酸溶液中加入质量分数为99.0%～99.8%的乙二醇，在搅拌速度为150r/min～300r/min的条件下搅拌15min～20min，得到溶胶D；
步骤四①中所述的CoFe2O4中Co为钴元素，Fe为铁元素，O为氧元素；
步骤四①中所述的硝酸钴的物质的量与硝酸铁的物质的量比为1:2；
步骤四①中所述的硝酸钴的物质的量与步骤四②中所述的醋酸的体积比为(0.1mmol～1.5mmol):1mL；
步骤四②中所述的醋酸与步骤四③中所述的乙二醇的体积比为(1～10):1；
五、滴加、搅拌：①将溶胶D以45滴/min～60滴/min的滴速滴加到搅拌速度为150r/min～300r/min的溶胶C中，得到溶胶C/溶胶D的混合溶胶；②将步骤五①得到的溶胶C/溶胶D的混合溶胶以150r/min～300r/min的搅拌速度搅拌10min～20min，得到搅拌后的溶胶C/溶胶D的混合溶胶；
步骤五中所述的溶胶C/溶胶D的混合溶胶中钛元素与溶胶C/溶胶D的混合溶胶中钴元素的摩尔比为3a:b，且0.3≤a≤0.9，0.1≤b≤0.7，a+b=1；
六、干燥：①将步骤五②得到的搅拌后的溶胶C/溶胶D的混合溶液在温度为30℃～50℃的温度下干燥24h～48h，得到混合湿凝胶；②步骤六①得到的混合湿凝胶在温度为30℃～50℃的条件下干燥120h～170h，得到混合干凝胶；
七、煅烧：首先将步骤六②得到的混合干凝胶以5℃/min～10℃/min的升温速率从室温升温至350℃～450℃，并在350℃～450℃的条件下保温1h～2h，然后以5℃/min～10℃/min的升温速率从温度为350℃～450℃升温至600℃～650℃，并在温度为600℃～650℃的条件下保温1h～2h，随炉自然冷却后得到陶瓷粉体；
八、研磨：将步骤七得到的陶瓷粉体进行研磨，得到颗粒细腻的粉末；
九、烧结：将步骤八得到的颗粒细腻的粉末在压力为8MPa～12MPa的压力下压成片状，在温度为1000℃～1300℃的温度下保温1h～2h，得到aA4-xBxTi3O12包覆bCoFe2O4的磁电复相陶瓷。
2.根据权利要求1所述的一种包覆结构的磁电复相陶瓷的制备方法，其特征在于步骤一①中所述的A4-xBxTi3O12中x=0.85，A为铋元素，B为钕元素，Ti为钛元素，O为氧元素。
3.根据权利要求2所述的一种包覆结构的磁电复相陶瓷的制备方法，其特征在于步骤一①中依照化学式A4-xBxTi3O12称取铋盐作为原料1，称取钕盐作为原料2，将原料1和原料2混合得到原料；所述的铋盐为次硝酸铋；所述的钕盐为硝酸钕。
4.根据权利要求1所述的一种包覆结构的磁电复相陶瓷的制备方法，其特征在于步骤一②中所述的溶剂为乙二醇。
5.根据权利要求1所述的一种包覆结构的磁电复相陶瓷的制备方法，其特征在于步骤一②中首先在室温条件下使步骤一①得到的含有原料的醋酸溶液自然冷却至室温，然后向自然冷却至室温的含有原料的醋酸溶液中加入溶剂，在搅拌速度为200r/min～300r/min的条件下搅拌35min～45min，得到溶胶A。
6.根据权利要求1所述的一种包覆结构的磁电复相陶瓷的制备方法，其特征在于步骤二中将质量分数为99.0%～99.8%的乙二醇加入到钛酸四丁酯中，在室温下和搅拌速度为200r/min～300r/min的条件下搅拌15min～20min，得到溶液B。
7.根据权利要求1所述的一种包覆结构的磁电复相陶瓷的制备方法，其特征在于步骤三中将溶胶A和溶液B充分混合，在室温条件下和搅拌速度为200r/min～300r/min的条件下搅拌15min～20min，得到溶胶C。
8.根据权利要求1所述的一种包覆结构的磁电复相陶瓷的制备方法，其特征在于步骤四③中首先在室温条件下使步骤四②得到的硝酸钴/硝酸铁的醋酸溶液自然冷却至室温，然后向自然冷却至室温的硝酸钴/硝酸铁的醋酸溶液中加入质量分数为99.0%～99.8%的乙二醇，在搅拌速度为200r/min～300r/min的条件下搅拌15min～20min，得到溶胶D。
9.根据权利要求1所述的一种包覆结构的磁电复相陶瓷的制备方法，其特征在于步骤七中首先将步骤六②得到的混合干凝胶以6℃/min～10℃/min的升温速率从室温升温至380℃～450℃，并在380℃～450℃的条件下保温1h～2h，然后以6℃/min～10℃/min的升温速率从温度为380℃～450℃升温至600℃～650℃，并在温度为600℃～650℃的条件下保温1.5h～2h，随炉自然冷却后得到陶瓷粉体。
10.根据权利要求1所述的一种包覆结构的磁电复相陶瓷的制备方法，其特征在于步骤九中将步骤八得到的颗粒细腻的粉末在压力为10MPa～12MPa的压力下压成片状，在温度为1120℃～1220℃的温度下保温1.5h～2h，得到aA4-xBxTi3O12包覆bCoFe2O4的磁电复相陶瓷。
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Cited By (5)
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|---|---|---|---|---|
| CN104529436A (zh) * | 2015-01-22 | 2015-04-22 | 哈尔滨工业大学 | 一种高致密度Bi4-xNdxTi3O12铁电陶瓷的制备方法 |
| CN104609859A (zh) * | 2015-01-19 | 2015-05-13 | 常州大学 | 自蔓燃引入纳米烧结助剂低温烧结制备0-3磁电复合陶瓷的方法 |
| CN106673645A (zh) * | 2017-02-10 | 2017-05-17 | 哈尔滨工业大学 | 一种镶嵌结构的多铁性复相陶瓷的制备方法 |
| CN106747423A (zh) * | 2017-02-10 | 2017-05-31 | 哈尔滨工业大学 | 一种单相nbt基反铁电陶瓷及其制备方法 |
| CN111187066A (zh) * | 2020-02-26 | 2020-05-22 | 扬州大学 | 一种单层正交结构磁电多铁陶瓷及其制备方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0547620A1 (en) * | 1991-12-19 | 1993-06-23 | Eastman Kodak Company | Two-phase ferroelectric-ferromagnetic composite and carrier therefrom |
| CN103044025A (zh) * | 2013-01-14 | 2013-04-17 | 西安交通大学 | 钼基低温烧结温度稳定型微波介质陶瓷材料及其制备方法 |
| CN103265304A (zh) * | 2013-06-05 | 2013-08-28 | 郑州九环科贸有限公司 | 一种低温合成的cfb用复合陶瓷及其制备方法 |
-
2013
- 2013-11-15 CN CN201310572199.0A patent/CN103588474B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0547620A1 (en) * | 1991-12-19 | 1993-06-23 | Eastman Kodak Company | Two-phase ferroelectric-ferromagnetic composite and carrier therefrom |
| CN103044025A (zh) * | 2013-01-14 | 2013-04-17 | 西安交通大学 | 钼基低温烧结温度稳定型微波介质陶瓷材料及其制备方法 |
| CN103265304A (zh) * | 2013-06-05 | 2013-08-28 | 郑州九环科贸有限公司 | 一种低温合成的cfb用复合陶瓷及其制备方法 |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104609859A (zh) * | 2015-01-19 | 2015-05-13 | 常州大学 | 自蔓燃引入纳米烧结助剂低温烧结制备0-3磁电复合陶瓷的方法 |
| CN104609859B (zh) * | 2015-01-19 | 2016-05-04 | 常州大学 | 自蔓燃引入纳米烧结助剂低温烧结制备0-3磁电复合陶瓷的方法 |
| CN104529436A (zh) * | 2015-01-22 | 2015-04-22 | 哈尔滨工业大学 | 一种高致密度Bi4-xNdxTi3O12铁电陶瓷的制备方法 |
| CN104529436B (zh) * | 2015-01-22 | 2016-05-18 | 哈尔滨工业大学 | 一种高致密度Bi4-xNdxTi3O12铁电陶瓷的制备方法 |
| CN106673645A (zh) * | 2017-02-10 | 2017-05-17 | 哈尔滨工业大学 | 一种镶嵌结构的多铁性复相陶瓷的制备方法 |
| CN106747423A (zh) * | 2017-02-10 | 2017-05-31 | 哈尔滨工业大学 | 一种单相nbt基反铁电陶瓷及其制备方法 |
| CN106673645B (zh) * | 2017-02-10 | 2019-05-14 | 哈尔滨工业大学 | 一种镶嵌结构的多铁性复相陶瓷的制备方法 |
| CN106747423B (zh) * | 2017-02-10 | 2020-04-14 | 哈尔滨工业大学 | 一种单相nbt基反铁电陶瓷及其制备方法 |
| CN111187066A (zh) * | 2020-02-26 | 2020-05-22 | 扬州大学 | 一种单层正交结构磁电多铁陶瓷及其制备方法 |
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