本文關(guān)鍵詞：強(qiáng)磁性鐵酸鉍基磁電復(fù)合材料的制備及其性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展,對器件微型化、集成化的要求越來越高,單一性能的材料很難滿足現(xiàn)代化功能器件的要求。為了研制能同時實(shí)現(xiàn)多種功能的新型器件,這就需要發(fā)展同時具有兩種或兩種以上功能的新型材料,以研制能同時實(shí)現(xiàn)多種功能的新型器件,多鐵材料就是其中一種典型的代表材料,多鐵材料是一種同時具有鐵電性,鐵磁性或鐵彈性的材料,并且具有極化和磁化的相互作用所產(chǎn)生的磁電耦合效應(yīng),是一種兼具鐵電材料和鐵磁材料優(yōu)點(diǎn)于一身的新型材料,在設(shè)計和研發(fā)新型高密度儲存器件、自旋電子器件、磁電耦合傳感器件等方面都有廣泛的應(yīng)用前景。其中BiFeO_3是一種典型的單相多鐵材料,高的居里溫度和奈爾溫度使得BiFeO_3成為少數(shù)在室溫下同時具有鐵電性和鐵磁性的多鐵材料之一,但是由于Bi容易揮發(fā)導(dǎo)致難以獲得純相的BiFeO_3、漏電流較大導(dǎo)致鐵電性難以測量、BiFeO_3特殊的G型反鐵磁結(jié)構(gòu)導(dǎo)致宏觀尺寸的BiFeO_3在室溫下表現(xiàn)出很弱的反鐵磁性,這些嚴(yán)重限制了BiFeO_3的實(shí)際應(yīng)用。相比純相BiFeO_3材料,固溶摻雜以及與強(qiáng)磁性材料復(fù)合可顯著提高其鐵電、介電以及鐵磁性。本論文選擇La_(0.1)Bi_(0.9)FeO_3-BaTiO_3 (LBFO-BT)為鐵電相,CoFe_2O_4(CFO)和NiFe_2O_4 (NFO)為強(qiáng)磁相,采用溶膠-凝膠原位復(fù)合法一步制備LBFO和LBFO-BT基磁電復(fù)合粉體,將所制備的LBFO-BT基復(fù)合粉體采用固相燒結(jié)方法燒結(jié)獲得LBFO-BT基磁電復(fù)合陶瓷。采用X射線衍射儀(XRD)與拉曼光譜儀(Raman Spectra)對試樣進(jìn)行物相分析；采用掃描電子顯微鏡(SEM)對試樣的微觀形貌進(jìn)行分析；采用阻抗測試儀對試樣的介電性能進(jìn)行研究；用振動樣品磁強(qiáng)計(VSM)對樣品磁性能進(jìn)行分析研究。本論文包括以下實(shí)驗：(1)采用溶膠-凝膠原位復(fù)合法一步制備LBFO/CFO磁電復(fù)合粉體和LBFO-BT/CFO磁電復(fù)合粉體,研究不同煅燒溫度與不同CFO配比對磁電復(fù)合粉體物相組成的影響。最終研究了試樣的相組成,形貌,磁性能。X射線衍射和拉曼光譜分析表明實(shí)驗制備了高純度的LBFO/CFO和LBFO-BT/CFO復(fù)合粉體。掃描電子顯微鏡和能譜分析表明所有試樣中兩相分布非常均勻。磁性能分析表明LBFO/CFO和LBFO-BT/CFO復(fù)合粉體的飽和磁化強(qiáng)度(Ms)和剩余磁化強(qiáng)度(Mr)均隨著CFO含量的增加而增大。采用固相燒結(jié)法,將所制備的LBFO-BT/CFO磁電復(fù)合粉體燒結(jié)為LBFO-BT/CFO磁電復(fù)合陶瓷。背散射分析表明,LBFO-BT/CFO復(fù)合陶瓷物相組成清晰,兩相分布均勻、燒結(jié)致密。所有LBFO-BT/CFO磁電復(fù)合陶瓷的磁滯回線均很光滑,隨著CFO含量的增加,所有復(fù)合材料的飽和磁化強(qiáng)度以及剩余磁化強(qiáng)度均明顯增大；介電性能分析表明隨著CFO含量的增加LBFO-BT/CFO磁電復(fù)合陶瓷的介電常數(shù)有所下降,介電損耗角正切值逐漸增大。(2)采用溶膠-凝膠原位復(fù)合法一步制備LBFO/NFO磁電復(fù)合粉體和LBFO-BT/NFO磁電復(fù)合粉體,研究不同煅燒溫度與不同NFO配比對LBFO/NFO磁電復(fù)合粉體和LBFO-BT/NFO磁電復(fù)合粉體物相組成的影響。最終研究了試樣的相組成,形貌,磁性能。X射線衍射和拉曼光譜分析表明實(shí)驗制備了高純度的LBFO/NFO和LBFO-BT/NFO復(fù)合粉體。掃描電子顯微鏡和能譜分析表明所有試樣中兩相分布非常均勻。磁性能分析表明LBFO/NFO和LBFO-BT/NFO復(fù)合粉體的飽和磁化強(qiáng)度(Ms)隨著NFO增加而增大。采用固相燒結(jié)法,將所制備的LBFO-BT/NFO磁電復(fù)合粉體燒結(jié)為LBFO-BT/NFO磁電復(fù)合陶瓷。背散射分析表明,LBFO-BT/NFO復(fù)合陶瓷物相組成清晰,兩相分布均勻、燒結(jié)致密。所有LBFO-BT/NFO磁電復(fù)合陶瓷的磁滯回線非常光滑,并且隨著NFO含量的增加LBFO-BT/NFO陶瓷的飽和磁化強(qiáng)度明顯增大,呈現(xiàn)出典型的軟磁特性。介電性能分析表明隨著NFO含量的增加LBFO-BT/NFO磁電復(fù)合陶瓷低頻下的介電常數(shù)有所上升,介電損耗角正切值逐漸減小。
【關(guān)鍵詞】：溶膠-凝膠 鐵酸鉍 磁電復(fù)合材料 介電性能 磁性能
【學(xué)位授予單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB33
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 1 緒論11-20
• 1.1 鐵電材料11-13
• 1.1.1 鐵電材料性能11-12
• 1.1.2 鐵電材料分類12-13
• 1.1.3 鐵電材料研究現(xiàn)狀13
• 1.2 磁性材料13-15
• 1.2.1 磁性14-15
• 1.2.2 磁性材料的分類15
• 1.3 多鐵材料15-17
• 1.3.1 單相多鐵性材料15-16
• 1.3.2 復(fù)合多鐵性材料16-17
• 1.4 鐵酸鉍17-18
• 1.4.1 鐵酸鉍的結(jié)構(gòu)17
• 1.4.2 鐵酸鉍的性能17-18
• 1.4.3 鐵酸鉍陶瓷的制備方法18
• 1.4.4 鐵酸鉍基多鐵性陶瓷18
• 1.5 課題的提出與研究內(nèi)容18-20
• 2 實(shí)驗方案設(shè)計與研究路線20-25
• 2.1 實(shí)驗原料20
• 2.2 實(shí)驗儀器及設(shè)備20-21
• 2.3 實(shí)驗工藝流程21-23
• 2.3.1 溶膠-凝膠原位復(fù)合法制備磁電復(fù)合粉體工藝流程21-22
• 2.3.2 磁電復(fù)合陶瓷工藝流程22-23
• 2.4 樣品表征與測試23-25
• 2.4.1 物相分析23-24
• 2.4.2 形貌分析24
• 2.4.3 介電性能測試24
• 2.4.4 磁性能測試24-25
• 3 0.6LBFO-0.4BT/CFO磁電復(fù)合材料的制備及其性能研究25-44
• 3.1 前言25
• 3.2 LBFO/CFO磁電復(fù)合粉體的制備及其性能研究25-31
• 3.2.1 LBFO/CFO磁電復(fù)合粉體的制備25-28
• 3.2.2 LBFO/CFO磁電復(fù)合粉體的微觀形貌分析28-30
• 3.2.3 LBFO/CFO磁電復(fù)合粉體的磁性能分析30-31
• 3.3 0.6LBFO-0.4BT/CFO磁電復(fù)合粉體的制備及其性能研究31-35
• 3.3.1 0.6LBFO-04BT/CFO磁電復(fù)合粉體的制備31-34
• 3.3.2 0.6LBFO-0.4BT/CFO磁電復(fù)合粉體的磁性能分析34-35
• 3.4 0.6LBFO-0.4BT/CFO磁電復(fù)合陶瓷的制備及其性能研究35-42
• 3.4.1 0.6LBFO-0.4BT/CFO磁電復(fù)合陶瓷的制備35-36
• 3.4.2 0.6LBFO-0.4BT/CFO磁電復(fù)合陶瓷的形貌分析36-38
• 3.4.3 0.6LBFO-0.4BT/CFO磁電復(fù)合陶瓷的介電性能分析38-40
• 3.4.4 0.6LBFO-0.4BT/CFO磁電復(fù)合陶瓷的阻抗分析40-41
• 3.4.5 0.6LBFO-0.4BT/CFO磁電復(fù)合陶瓷的磁性能分析41-42
• 3.5 本章小結(jié)42-44
• 4 0.6LBFO-0.4BT/NFO磁電復(fù)合材料的制備及其性能研究44-63
• 4.1 前言44
• 4.2 LBFO/NFO復(fù)合粉體的制備及其性能研究44-50
• 4.2.1 LBFO/NFO復(fù)合粉體的制備44-47
• 4.2.2 不同配比對LBFO/NFO復(fù)合粉體物相及微觀形貌分析47-49
• 4.2.3 LBFO/NFO磁電復(fù)合粉體的磁性能分析49-50
• 4.3 0.6LBFO-0.4BT/NFO磁電復(fù)合粉體的制備及其性能研究50-54
• 4.3.1 0.6LBFO-0.4BT/NFO磁電復(fù)合粉體的制備50-52
• 4.3.2 0.6LBFO-0.4BT/NFO磁電復(fù)合粉體的形貌分析52-53
• 4.3.3 0.6LBFO-0.4BT/NFO磁電復(fù)合粉體的磁性能分析53-54
• 4.4 0.6LBFO-0.4BT/NFO磁電復(fù)合陶瓷的制備及其性能研究54-61
• 4.4.1 0.6LBFO-0.4BT/NFO磁電復(fù)合陶瓷的物相及微觀形貌分析54-57
• 4.4.2 0.6LBFO-0.4BT/NFO復(fù)合陶瓷的介電性能分析57-59
• 4.4.3 0.6LBFO-0.4BT/NFO磁電復(fù)合陶瓷的磁性能分析59-61
• 4.5 本章小結(jié)61-63
• 5 結(jié)論63-65
• 致謝65-66
• 參考文獻(xiàn)66-75
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄75-76

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6 本報記者 陸本

本文編號：441839