硅酸盐学报, 2022, 50 (3): 735, 网络出版: 2022-11-11  

反应闪烧技术制备BiFeO3-BaTiO3陶瓷

Reactive Flash Sintering of BiFeO3-BaTiO3 Ceramics
作者单位
长安大学材料科学与工程学院, 西安 710061
摘要
BiFeO3-BaTiO3陶瓷的低温快速烧结致密化有助于抑制Bi元素的挥发, 降低能耗以及快速筛选出具有优异电学性能的BiFeO3-BaTiO3基陶瓷材料。在200 V/cm的直流电场和280 mA的限制电流作用下, 通过反应闪烧Bi2O3、Fe2O3、TiO2和BaCO3混合粉体, 能够在415 ℃的炉温下, 30 s内获得具有良好铁电及压电性能的致密BiFeO3-BaTiO3陶瓷。反应闪烧过程中, 固相化学反应和烧结致密化同时发生; 限制电流值的大小对样品的相变和致密化程度有重要影响。反应闪烧技术可通过一步闪烧陶瓷材料的前驱体混合粉末而获得单相且致密的陶瓷材料, 为陶瓷材料的快速制备提供了一个新的途径。
Abstract
Rapid preparation of dense BiFeO3-BaTiO3 lead-free piezoelectric ceramics at low temperatures is beneficial to preventing the Bi volatilization, reducing the energy consumption and developing novel materials with some unique properties. In this paper, dense BiFeO3-BaTiO3 ceramics with good ferroelectric and piezoelectric properties were prepared in an electric field of 200 V/cm with a current limit of 280 mA via reactive flash sintering of multiphase precursor powders (i.e., Bi2O3, Fe2O3, TiO2 and BaCO3) at 415 ℃ for 30 s. The solid-state reaction in sintering occurs during the flash event. The current limit has an effect on the phase transformation and densification. It is indicated that the reactive flash sintering technology could prepare the single-phase and dense ceramic material through flash sintering of starting precursors in one step, thus providing an effective approach for the rapid production of ceramic materials.

安盖, 焦智华, 付梦莹, 苏兴华. 反应闪烧技术制备BiFeO3-BaTiO3陶瓷[J]. 硅酸盐学报, 2022, 50(3): 735. AN Gai, JIAO Zhihua, FU Mengying, SU Xinghua. Reactive Flash Sintering of BiFeO3-BaTiO3 Ceramics[J]. Journal of the Chinese Ceramic Society, 2022, 50(3): 735.

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