具有室温铁磁性的纹理化Bi?Ti?Fe???Co?O??陶瓷的铁电性能得到了提升

《Scripta Materialia》：Enhanced ferroelectric performance of textured Bi 5Ti 3Fe 1- xCo xO 15 ceramics with room-temperature ferromagnetism

采用模板晶粒生长法成功制备Bi5Ti3Fe1?xCoXO15（x=0.1-0.4）高取向陶瓷，显著提升铁电性能（Pr=19.0 μC/cm2，d33=36.8 pC/N）及铁磁特性（Mr=107.5 memu/g），居里温度（≈750°C）与纯BTFO陶瓷相当，纹理化与Co改性协同增强多铁性应用潜力。

　　

Jingxin Tian|Lu Cao|Huijiadai Luo|Fangzhe Li|Xiaohui Tang|Shaojie Sun|Hua Ke|Yu Zhou

哈尔滨工业大学材料科学与工程学院先进陶瓷研究所，中国哈尔滨 150080

摘要

我们采用模板晶粒生长（TGG）方法设计并制备了具有高度纹理结构的Bi₅Ti₃Fe_1-xCo_xO₁₅（BTFCO-x; x = 0.1, 0.2, 0.3 和 0.4）陶瓷。这些纹理化的BTFCO陶瓷表现出增强的铁电性能，并在室温下具有典型的铁磁性。其剩余极化（P_r）和剩余磁化强度（M_r）分别为19.0 μC/cm²和107.5 memu/g。这些纹理化的BTFCO陶瓷还具有最大的压电系数d₃₃，达到36.8 pC/N。与纯Bi₅Ti₃FeO₁₅（BTFO）陶瓷相比，纹理化的BTFCO陶瓷的铁电居里温度（T_C～750 °C）没有显著下降。纹理化技术和Co元素的掺杂为改善基于BTFO的陶瓷的多铁性性能提供了可行的方法，并展示了其实际应用的可能性。

作者贡献声明

CRediT作者贡献声明

Jingxin Tian：撰写初稿、进行形式分析、实验研究及方法设计。Lu Cao：进行形式分析、结果验证以及审稿和编辑工作。Huijiadai Luo：进行形式分析及审稿和编辑工作。Fangzhe Li：撰写文本及审稿和编辑工作。Xiaohui Tang：撰写文本及审稿和编辑工作。Shaojie Sun：撰写文本及审稿和编辑工作。Hua Ke：撰写文本及审稿和编辑工作，提出研究概念并负责资金争取，同时提供监督指导。Yu Zhou：提出研究概念并负责监督指导。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益冲突或个人关系可能会影响本文的研究结果。

致谢

作者感谢Zhiyong Zhou教授提供的原位压电测量支持。