鐵氧體及其復(fù)合材料的磁介電效應(yīng)的研究
發(fā)布時(shí)間:2023-01-07 10:07
外磁場(chǎng)引起材料介電常數(shù)的變化稱為磁介電效應(yīng)。由于在磁場(chǎng)傳感器、磁電存儲(chǔ)器等領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用前景,磁介電效應(yīng)在實(shí)驗(yàn)上和理論上吸引著越來越多的關(guān)注。雖然在各種單相鐵氧體及磁電復(fù)合材料中均發(fā)現(xiàn)有磁介電效應(yīng),但從研究深入性的角度出發(fā),在磁介電效應(yīng)的研究中仍有三個(gè)問題有待解決:1)制備磁電性能優(yōu)異的多鐵性復(fù)合材料,即具有較大壓電系數(shù)的鐵電相、較大磁致伸縮系數(shù)的鐵磁相及它們之間較好的彈性耦合;2)給出完整的磁介電系數(shù)隨磁場(chǎng)的變化曲線是驗(yàn)證磁電復(fù)合物磁介電效應(yīng)最有力的證據(jù);3)提出恰當(dāng)?shù)睦碚撃P?并結(jié)合具體實(shí)驗(yàn)條件給出符合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的定量分析。在實(shí)際測(cè)量中常會(huì)出現(xiàn)多個(gè)介電機(jī)制共存的情況。不同的磁場(chǎng)大小,電場(chǎng)頻率及材料化學(xué)成分均會(huì)影響(或誘導(dǎo)不同的)介電機(jī)制。針對(duì)上述問題,本論文主要工作如下:1)制備了錳鋅鐵氧體系列單相材料及(1-x)(Ba0.88Ca0.12)(Ti0.88Zr0.12)O3-xCoFe2O4 系列復(fù)合材料,研究了材料的鐵磁性、鐵電性及磁電耦合相互作用;2)探索了單相鐵氧體及磁致伸縮/壓電復(fù)合材料中磁介電效應(yīng)的物理機(jī)制;3)探討了材料的共振頻率及鐵磁相的磁致伸縮效應(yīng)對(duì)磁介電效應(yīng)的...
【文章頁數(shù)】:95 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 單相鐵氧體材料
1.2.1 單相鐵氧體材料的鐵磁性
1.2.2 單相鐵氧體材料的介電性
1.3 壓電材料
1.3.1 壓電效應(yīng)
1.3.2 常見的壓電材料
1.4 磁致伸縮材料
1.4.1 磁致伸縮效應(yīng)
1.4.2 常見的磁致伸縮材料
1.5 磁電復(fù)合材料
1.5.1 磁電耦合效應(yīng)
1.5.2 常見的磁電復(fù)合材料
1.6 磁介電效應(yīng)的研究背景和意義
1.7 磁介電效應(yīng)的研究現(xiàn)狀
1.8 磁介電效應(yīng)的物理機(jī)制
1.9 課題來源及本文主要內(nèi)容
1.10 本章小結(jié)
第二章 錳鋅鐵氧體尺寸共振型磁介電效應(yīng)的研究
2.1 引言
2.2 樣品的制備和表征方法
2.2.1 Mn_(1-x)Zn_xFe_2O_4樣品的制備
2.2.2 樣品表征方法
2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論
2.3.1 結(jié)構(gòu)表征
2.3.2 磁場(chǎng)對(duì)磁導(dǎo)率的影響
2.3.3 磁場(chǎng)對(duì)介電常數(shù)、介電損耗及電阻的影響
2.3.4 諧振頻率處磁介電效應(yīng)的物理機(jī)制
2.4 電偶極子的諧振模型
2.5 本章小結(jié)
第三章 錳鋅鐵氧體磁介電效應(yīng)的磁滯現(xiàn)象的研究
3.1 引言
3.2 Mn_(1-x)Zn_xFe_2O_4樣品表征和實(shí)驗(yàn)方法
3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論
3.3.1 結(jié)構(gòu)表征
3.3.2 樣品的磁性與介電性
3.3.3 磁場(chǎng)對(duì)磁介電系數(shù)、磁電阻系數(shù)、磁致伸縮系數(shù)的影響
3.3.4 磁介電效應(yīng)磁滯現(xiàn)象的物理機(jī)制
3.4 本章小結(jié)
第四章 (1-x)(Ba_(0.88)Ca_(0.12))(Ti_(0.88)Zr_(0.12))O_3-xCoFe_2O_4系列復(fù)合材料磁介電效應(yīng)的研究
4.1 引言
4.2 (1-x)(Ba_(0.88)Ca_(0.12))(Ti_(0.88)Zr_(0.12))O_3-xCoFe_2O_4樣品制備和實(shí)驗(yàn)方法
4.2.1 樣品的制備
4.2.2 樣品表征方法
4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論
4.3.1 結(jié)構(gòu)表征
4.3.2 樣品的磁性與介電性
4.3.3 磁場(chǎng)對(duì)磁電阻系數(shù)、磁介電系數(shù)、磁介電損耗系數(shù)的影響
4.3.4 (1-x)(Ba_(0.88)Ca_(0.12))(Ti_(0.88)Zr_(0.12))O_3-xCoFe_2O_4系列復(fù)合材料磁介電效應(yīng)的物理機(jī)制
4.4 等效電路
4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 總結(jié)
5.2 論文的創(chuàng)新點(diǎn)
5.3 后續(xù)工作的展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士期間發(fā)表的論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]低溫?zé)Y(jié)CoFe2O4-(PZN-PZT)多鐵復(fù)合材料磁電性能研究[J]. 范桂芬,徐星,王凱,呂文中,梁飛,金善龍. 無機(jī)材料學(xué)報(bào). 2016(06)
[2]低溫?zé)Y(jié)制備(Ba0.9Ca0.1)(Zr0.15Ti0.85)O3無鉛壓電陶瓷[J]. 楊潔,劉佳,鄧湘云,楊仁波. 功能材料. 2014(09)
[3]Ho0.5Pr0.5FeO3的磁性與巨磁介電效應(yīng)[J]. 謝慧,袁淑娟,康保娟,魯波,曹世勛,張金倉. 無機(jī)材料學(xué)報(bào). 2014(01)
[4]錳取代LiZn鐵氧體的磁性能和介電性能研究[J]. 王智錕,余忠,蔣曉娜,冉燕,蘭中文. 磁性材料及器件. 2010(04)
[5]磁電效應(yīng)研究進(jìn)展[J]. 段純剛. 物理學(xué)進(jìn)展. 2009(03)
[6]磁電復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀及展望[J]. 李濤,賈利軍,張懷武,殷水明,陳世釵. 電子元件與材料. 2009(04)
[7]寬溫低損耗MnZn功率鐵氧體的發(fā)展與研究[J]. 姬海寧,蘭中文,余忠,李樂中. 材料導(dǎo)報(bào). 2008(08)
[8]Ni54Al25Fe21-xCox合金的馬氏體相變和磁性轉(zhuǎn)變[J]. 羅豐華,陳嘉硯,及川勝成,石田清仁. 材料熱處理學(xué)報(bào). 2006(03)
[9]鐵氧體磁性材料的研究現(xiàn)狀與展望[J]. 刁春麗,婁廣輝. 山東陶瓷. 2006(01)
[10]我國永磁及軟磁鐵氧體工藝技術(shù)的新進(jìn)展[J]. 何水校. 磁性材料及器件. 2002(05)
博士論文
[1]多鐵性材料的磁電效應(yīng)研究[D]. 仲崇貴.蘇州大學(xué) 2010
本文編號(hào):3728435
【文章頁數(shù)】:95 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 單相鐵氧體材料
1.2.1 單相鐵氧體材料的鐵磁性
1.2.2 單相鐵氧體材料的介電性
1.3 壓電材料
1.3.1 壓電效應(yīng)
1.3.2 常見的壓電材料
1.4 磁致伸縮材料
1.4.1 磁致伸縮效應(yīng)
1.4.2 常見的磁致伸縮材料
1.5 磁電復(fù)合材料
1.5.1 磁電耦合效應(yīng)
1.5.2 常見的磁電復(fù)合材料
1.6 磁介電效應(yīng)的研究背景和意義
1.7 磁介電效應(yīng)的研究現(xiàn)狀
1.8 磁介電效應(yīng)的物理機(jī)制
1.9 課題來源及本文主要內(nèi)容
1.10 本章小結(jié)
第二章 錳鋅鐵氧體尺寸共振型磁介電效應(yīng)的研究
2.1 引言
2.2 樣品的制備和表征方法
2.2.1 Mn_(1-x)Zn_xFe_2O_4樣品的制備
2.2.2 樣品表征方法
2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論
2.3.1 結(jié)構(gòu)表征
2.3.2 磁場(chǎng)對(duì)磁導(dǎo)率的影響
2.3.3 磁場(chǎng)對(duì)介電常數(shù)、介電損耗及電阻的影響
2.3.4 諧振頻率處磁介電效應(yīng)的物理機(jī)制
2.4 電偶極子的諧振模型
2.5 本章小結(jié)
第三章 錳鋅鐵氧體磁介電效應(yīng)的磁滯現(xiàn)象的研究
3.1 引言
3.2 Mn_(1-x)Zn_xFe_2O_4樣品表征和實(shí)驗(yàn)方法
3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論
3.3.1 結(jié)構(gòu)表征
3.3.2 樣品的磁性與介電性
3.3.3 磁場(chǎng)對(duì)磁介電系數(shù)、磁電阻系數(shù)、磁致伸縮系數(shù)的影響
3.3.4 磁介電效應(yīng)磁滯現(xiàn)象的物理機(jī)制
3.4 本章小結(jié)
第四章 (1-x)(Ba_(0.88)Ca_(0.12))(Ti_(0.88)Zr_(0.12))O_3-xCoFe_2O_4系列復(fù)合材料磁介電效應(yīng)的研究
4.1 引言
4.2 (1-x)(Ba_(0.88)Ca_(0.12))(Ti_(0.88)Zr_(0.12))O_3-xCoFe_2O_4樣品制備和實(shí)驗(yàn)方法
4.2.1 樣品的制備
4.2.2 樣品表征方法
4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和討論
4.3.1 結(jié)構(gòu)表征
4.3.2 樣品的磁性與介電性
4.3.3 磁場(chǎng)對(duì)磁電阻系數(shù)、磁介電系數(shù)、磁介電損耗系數(shù)的影響
4.3.4 (1-x)(Ba_(0.88)Ca_(0.12))(Ti_(0.88)Zr_(0.12))O_3-xCoFe_2O_4系列復(fù)合材料磁介電效應(yīng)的物理機(jī)制
4.4 等效電路
4.5 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
5.1 總結(jié)
5.2 論文的創(chuàng)新點(diǎn)
5.3 后續(xù)工作的展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士期間發(fā)表的論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]低溫?zé)Y(jié)CoFe2O4-(PZN-PZT)多鐵復(fù)合材料磁電性能研究[J]. 范桂芬,徐星,王凱,呂文中,梁飛,金善龍. 無機(jī)材料學(xué)報(bào). 2016(06)
[2]低溫?zé)Y(jié)制備(Ba0.9Ca0.1)(Zr0.15Ti0.85)O3無鉛壓電陶瓷[J]. 楊潔,劉佳,鄧湘云,楊仁波. 功能材料. 2014(09)
[3]Ho0.5Pr0.5FeO3的磁性與巨磁介電效應(yīng)[J]. 謝慧,袁淑娟,康保娟,魯波,曹世勛,張金倉. 無機(jī)材料學(xué)報(bào). 2014(01)
[4]錳取代LiZn鐵氧體的磁性能和介電性能研究[J]. 王智錕,余忠,蔣曉娜,冉燕,蘭中文. 磁性材料及器件. 2010(04)
[5]磁電效應(yīng)研究進(jìn)展[J]. 段純剛. 物理學(xué)進(jìn)展. 2009(03)
[6]磁電復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀及展望[J]. 李濤,賈利軍,張懷武,殷水明,陳世釵. 電子元件與材料. 2009(04)
[7]寬溫低損耗MnZn功率鐵氧體的發(fā)展與研究[J]. 姬海寧,蘭中文,余忠,李樂中. 材料導(dǎo)報(bào). 2008(08)
[8]Ni54Al25Fe21-xCox合金的馬氏體相變和磁性轉(zhuǎn)變[J]. 羅豐華,陳嘉硯,及川勝成,石田清仁. 材料熱處理學(xué)報(bào). 2006(03)
[9]鐵氧體磁性材料的研究現(xiàn)狀與展望[J]. 刁春麗,婁廣輝. 山東陶瓷. 2006(01)
[10]我國永磁及軟磁鐵氧體工藝技術(shù)的新進(jìn)展[J]. 何水校. 磁性材料及器件. 2002(05)
博士論文
[1]多鐵性材料的磁電效應(yīng)研究[D]. 仲崇貴.蘇州大學(xué) 2010
本文編號(hào):3728435
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