BiFeO3基固溶体粉体的合成及吸波性能研究

唐义雯; 何笑盈; 潘映佟; 刘吉轩; 张国军

doi:10.13957/j.cnki.tcxb.2025.05.016

陶瓷学报 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (05) : 1018 -1026. DOI: 10.13957/j.cnki.tcxb.2025.05.016

BiFeO₃基固溶体粉体的合成及吸波性能研究

唐义雯, 何笑盈, 潘映佟, 刘吉轩, 张国军

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摘要

铁酸铋（BiFeO₃）在室温下具有磁电耦合效应，有望作为微波吸收材料在电子信息、国防等领域得到应用。但BiFeO₃固有的弱磁性及阻抗匹配不足等问题限制了其在吸波领域的应用。本研究采用化学共沉淀法合成了BiFeO₃、Bi_0.9La_0.1FeO₃、Bi_0.8La_0.2FeO₃和Bi_0.33La_0.33Nd_0.33FeO₃粉体，系统研究了稀土元素对BiFeO₃基固溶体材料的相组成、显微形貌、元素分布、氧空位浓度、电磁参数及吸波性能的影响规律。研究发现，随着稀土元素固溶量的增加，BiFeO₃从菱方结构逐渐转变为正交结构，且所得材料中Bi₂O₃杂相逐渐消失，氧空位浓度升高。过高的氧空位浓度易导致材料吸波性能减弱。Bi_0.9La_0.1FeO₃的氧空位浓度适中，其在2.36 mm厚度下反射损耗最小值(RL_min)达–42.62 dB，最大有效吸收带宽(EAB_max)为1.38 GHz，在所合成的BiFeO₃基固溶体材料中表现出最佳的吸波性能。研究结果对新型吸波材料的固溶组分设计与性能调控具有一定的指导意义。