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专利号: 2016101881551
申请人: 陕西科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种多铁性Bi0.83Pr0.15Sr0.02Fe0.97-xMn0.03CuxO3-CuFe2O4复合膜,其特征在于:包括复合在一起的上层膜和下层膜,其中上层膜为Bi0.83Pr0.15Sr0.02Fe0.97-xMn0.03CuxO3晶态膜,下层膜为CuFe2O4晶态膜,x=0.01~0.05;所述的Bi0.83Pr0.15Sr0.02Fe0.97-xMn0.03CuxO3晶态膜的晶型为三方相,空间结构群为R3m:H,晶胞参数为a=b=5.5647,c=13.7472;CuFe2O4晶态膜的晶型为立方相,空间结构群为Fd-3m:2;在1kHz的测试频率下,该复合膜的介电常数为167~

360;当测试频率为1kHz,最大测试电场为910kV/cm时,该复合膜的饱和极化强度为14~120μC/cm2,剩余极化强度为6~104μC/cm2,矫顽场为360~685kV/cm;室温下,该复合膜的饱和

3 3

磁化值为35.5~40.3emu/cm,剩余磁化值为18.4~24.9emu/cm。

2.一种多铁性Bi0.83Pr0.15Sr0.02Fe0.97-xMn0.03CuxO3-CuFe2O4复合膜的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:将硝酸铁和硝酸铜按摩尔比为1:2溶于乙二醇甲醚中,搅拌均匀后再加入醋酸酐,得到CuFe2O4前驱液;其中CuFe2O4前驱液中Cu离子的浓度为0.15~0.25mol/L;

步骤2:按摩尔比为0.88:0.15:0.02:0.97-x:0.03:x将硝酸铋、硝酸镨、硝酸锶、硝酸铁、硝酸锰和硝酸铜溶于溶剂中,得到Bi0.83Pr0.15Sr0.02Fe0.97-xMn0.03CuxO3前驱液,其中x=

0.01~0.05,Bi0.83Pr0.15Sr0.02Fe0.97-xMn0.03CuxO3前驱液中金属离子的总浓度为0.25~

0.35mol/L,溶剂为乙二醇甲醚和醋酸酐的混合液;

步骤3:采用旋涂法在基片上旋涂CuFe2O4前驱液,得到CuFe2O4湿膜,CuFe2O4湿膜经匀胶后在180~210℃下烘烤得干膜,再于580~600℃下在空气中退火,得到晶态CuFe2O4薄膜;

步骤4:待晶态CuFe2O4薄膜冷却后,在晶态CuFe2O4薄膜上重复步骤3,直至达到所需厚度,得到CuFe2O4晶态膜;

步骤5:在CuFe2O4晶态膜上旋涂Bi0.83Pr0.15Sr0.02Fe0.97-xMn0.03CuxO3前驱液,得到Bi0.83Pr0.15Sr0.02Fe0.97-xMn0.03CuxO3湿膜,Bi0.83Pr0.15Sr0.02Fe0.97-xMn0.03CuxO3湿膜经匀胶后在

180~210℃下烘烤得干膜,再在空气中退火,得到晶态Bi0.83Pr0.15Sr0.02Fe0.97-xMn0.03CuxO3薄膜;其中退火温度为540~550℃;

步骤6:待晶态Bi0.83Pr0.15Sr0.02Fe0.97-xMn0.03CuxO3薄膜冷却后,在其上重复步骤5,直至达到所需厚度,即得到多铁性Bi0.83Pr0.15Sr0.02Fe0.97-xMn0.03CuxO3-CuFe2O4复合膜。

3.根据权利要求2所述的多铁性Bi0.83Pr0.15Sr0.02Fe0.97-xMn0.03CuxO3-CuFe2O4复合膜的制备方法,其特征在于:所述的CuFe2O4前驱液中乙二醇甲醚和醋酸酐的体积比为(2.5~3.5):

1;所述步骤2的溶剂中乙二醇甲醚和醋酸酐的体积比为(2.5~3.5):1。

4.根据权利要求2所述的多铁性Bi0.83Pr0.15Sr0.02Fe0.97-xMn0.03CuxO3-CuFe2O4复合膜的制备方法,其特征在于:所述步骤3在进行前,先对基片进行清洗,然后在紫外光下照射处理,使基片表面达到原子清洁度,再旋涂CuFe2O4前驱液;

所述步骤5在进行前,先对CuFe2O4晶态膜进行紫外光照射处理,使CuFe2O4晶态膜表面达到原子清洁度,再旋涂Bi0.83Pr0.15Sr0.02Fe0.97-xMn0.03CuxO3前驱液。

5.根据权利要求2所述的多铁性Bi0.83Pr0.15Sr0.02Fe0.97-xMn0.03CuxO3-CuFe2O4复合膜的制备方法,其特征在于:所述步骤3和步骤5中匀胶时的匀胶转速为3500~4100r/min,匀胶时间为15~25s。

6.根据权利要求2所述的多铁性Bi0.83Pr0.15Sr0.02Fe0.97-xMn0.03CuxO3-CuFe2O4复合膜的制备方法,其特征在于:所述步骤3和步骤5中匀胶后的烘烤时间为10~15min。

7.根据权利要求2所述的多铁性Bi0.83Pr0.15Sr0.02Fe0.97-xMn0.03CuxO3-CuFe2O4复合膜的制备方法,其特征在于:所述步骤3中的退火时间为7~15min,步骤5中的退火时间为6~

12min。

8.根据权利要求2所述的多铁性Bi0.83Pr0.15Sr0.02Fe0.97-xMn0.03CuxO3-CuFe2O4复合膜的制备方法,其特征在于:所述的多铁性Bi0.83Pr0.15Sr0.02Fe0.97-xMn0.03CuxO3-CuFe2O4复合膜由4~

8层晶态CuFe2O4薄膜和8~15层晶态Bi0.83Pr0.15Sr0.02Fe0.97-xMn0.03CuxO3薄膜构成。