多鐵性材料作為一種同時(shí)具有鐵電性和鐵磁性的材料,由于其潛在的應(yīng)用價(jià)值和其中復(fù)雜的磁電理論機(jī)制而被廣泛研究。Bim+1Ti3Fem-3O3m+3為一種Bi層狀鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的單相多鐵性材料,它在較低層數(shù)具有一定的鐵電性和較高層數(shù)時(shí)具備的磁性,被認(rèn)為是最可能實(shí)現(xiàn)室溫多鐵性的單相材料之一。本課題合成了純相及摻雜的Bim+1Ti3Fem-3O3m+3（m=4,5,6,7）粉末及陶瓷,通過XRD和拉曼等研究了其晶體結(jié)構(gòu),并進(jìn)而表征了其磁電性能,對該類材料中結(jié)構(gòu)對性能的影響進(jìn)行了探究。SEM、拉曼光譜和TEM研究表明溶膠凝膠法制備出的粉體成分均勻,其晶體結(jié)構(gòu)為片狀晶,材料在層數(shù)增加時(shí)基本保持復(fù)雜的層狀結(jié)構(gòu),物相為純相正交相。研究發(fā)現(xiàn),溶膠凝膠法制備Bim+1Ti3Fem-3O3m+3及其摻雜組分時(shí),需要嚴(yán)格控制溶劑和催化劑的比例,在合適的工藝控制下才能獲得均一穩(wěn)定的干凝膠粉末。對于獲得的干凝膠,需要采用分段煅燒的方式,即先加熱到300 oC左右保溫去除有機(jī)物,再加熱至800 oC以上保溫結(jié)晶的工藝批量獲得純相陶瓷粉體。Bim+1Fem-3Ti3O3m+3陶瓷的XRD精修結(jié)果表明,隨著層數(shù)的增多,材料的... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

鐵磁性和鐵電性的起源[2]

鈦酸鉍 Bi4Ti3O12作為一種具有較高剩料，被認(rèn)為是最有望取代含鉛鐵電材料(PZT 等)的導(dǎo)致的實(shí)際陶瓷和薄膜材料的較低極化值和較大度，需要對其性能進(jìn)行進(jìn)一步提升。的居里溫度很高(Tc=675oC)，當(dāng)發(fā)生順電-鐵電相變轉(zhuǎn)變?yōu)榈蜏貑涡辫F電相。Bi4Ti3O12的單斜相的單晶格參數(shù)可以用贗正交晶系來描述。在室溫下，B4452 、b＝5.4111 、c＝32.8432 且 β＝90 度[24]格結(jié)構(gòu)如圖 1-3 所示，由圖可以看出，Bi4Ti3O12為的自發(fā)極化主要來源于類鈣鈦礦層，鉍氧層在其中用。晶體在鐵電相時(shí)在單斜晶系 a-c 平面上具有兩現(xiàn)出很強(qiáng)的自發(fā)極化其 Ps 為 50μC/cm2；在 c 軸方并且這兩個(gè)分量在外場下可以各自獨(dú)立反轉(zhuǎn)。a、50kV/cm、3.5kV/cm[25]。

圖 1-4 La 摻雜 Bi4Ti3O12的電滯回線[26]，Uong Chon[27]等人研究了 Nd 摻雜的 的剩余極化值(2Pr≥100μC/cm2)，他們極化的原因是 Nd 摻雜使得 Ti 離子更容且摻雜后的材料抗疲勞性能也有很大提圖 1-5 Nd 摻雜 Bi4Ti3O12的電滯回線[27]


本文編號：2915183