本文關(guān)鍵詞：鉍系層狀鈣鈦礦材料的B位摻雜改性及織構(gòu)陶瓷制備

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【摘要】：多鐵材料由于同時(shí)具備鐵電、鐵磁和鐵彈性中的兩種或兩種以上基本鐵性,而在傳感器、致動(dòng)器、多狀態(tài)存儲(chǔ)器等器件的實(shí)際應(yīng)用中具有極大的物理意義。鉍系層狀結(jié)構(gòu)鐵電體(BLSFs)作為典型的單相多鐵材料之一,有較好的抗疲勞特性和鐵電性能,但磁性很弱,或在很低的溫度下才能觀測(cè)到磁電效應(yīng)。引入Co,Fe,Cr,Mn等磁性元素進(jìn)行摻雜或者幾種元素共摻雜是常用的改善BLSFs性能的方法之一。Ni也是一種重要的磁元素,但關(guān)于對(duì)m=4的BLSFs摻雜Ni的報(bào)道相對(duì)較少。本文利用多步固相反應(yīng)法制備出 Bi_4NdTi_3Fe_(1-x)Ni_x015(BNTF-Ni_x)系列樣品,分析得出 了Bi_4NdTi_3Fe0.7Ni_(0.3)O_(15)(BNTF-Ni_(0.3))是其中具有最佳室溫多鐵性能的樣品�？紤]到BLSFs的晶體結(jié)構(gòu)沿a/b軸方向和沿c軸方向有很大的差異,晶體結(jié)構(gòu)的各向異性必然會(huì)導(dǎo)致其性能也具有各向異性。于是針對(duì)BNTF-Ni_(0.3)制備了高c軸擇優(yōu)取向樣品。研究了BNTF-Ni_(0.3)的微結(jié)構(gòu),磁性、介電性能與晶體取向的依賴關(guān)系。由于m=4的Bi_4NdTi_3Fe015(BNTF)結(jié)構(gòu)的類似于在m=3的鐵電體Bi_4Ti_3012(BTO)中插入磁性單元BiFe03(BFO),本文還研究了通過(guò)Fe取代部分Ti以使m=3的鐵電體BTO獲得磁性,同時(shí)制備了高c擇優(yōu)取向的Bi3.15Nd0.85Ti2.4Fe_(0.6)015(BNT-Fe_(0.6))樣品。因此,本文采用多步固相法在制備BNTF陶瓷材料的過(guò)程中引入Ni 了摻雜;用熔鹽法制備了 4層BNTF-Ni_(0.3)陶瓷樣品和3層BNT-Fe_(0.6)陶瓷樣品,并對(duì)上述樣品進(jìn)行了微觀結(jié)構(gòu)及形貌、鐵電鐵磁及磁電耦合效應(yīng)的表征,主要結(jié)論如下:1.多步固相法制備的隨機(jī)取向BNTF-Ni_x陶瓷樣品:剩余磁化強(qiáng)度2Mr、剩余極化值2Pr隨Ni摻雜濃度x增大呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì),分別在x=0.3和0.5時(shí)達(dá)到最大值。εr在1 MHz下,x=0.3時(shí)達(dá)到最大值416。綜合考慮磁性能與介電、鐵電性能,多步固相法制備的BNTF-Ni_(0.3)陶瓷樣品具有最佳室溫多鐵性能。2.熔鹽法制備的織構(gòu)BNTF-Ni_(0.3)陶瓷:XRD和SEM圖譜清晰的表明多晶陶瓷具有極強(qiáng)的織構(gòu)。生粉坯因壓力,出現(xiàn)晶粒定向排列。預(yù)燒溫度在700～850℃范圍內(nèi),隨預(yù)燒溫度升高,粉還的織構(gòu)度增加。粉坯取向度對(duì)燒結(jié)成的陶瓷片的晶粒取向十分重要,粉坯取向度越高,陶瓷片的取向度越高,且越容易控制。研究了表面樣品(垂直于壓力軸方向切割的樣品)和截面樣品(平行于壓力軸方向切割的樣品)的磁性能、磁介電性能的各向異性。磁滯回線的特征參數(shù)剩余磁化強(qiáng)度2Mr、矯頑場(chǎng)2Hc以及2Ms都對(duì)偏轉(zhuǎn)角θ(磁場(chǎng)與陶瓷片表面的夾角)表現(xiàn)出強(qiáng)烈的依賴關(guān)系。在1 kHz時(shí),截面樣品的介電常數(shù)是表面樣品的4倍。值得注意的是,在100 kHz以上,表面樣品(沿c軸方向)表現(xiàn)出正磁介電效應(yīng)與正磁損耗效應(yīng),而截面樣品(沿非c方向)表現(xiàn)出負(fù)磁介電效應(yīng)與負(fù)磁損耗效應(yīng)。3.熔鹽法制備的鐵摻雜BNT-Fe_(0.6)高度織構(gòu)陶瓷:XRD和SEM圖譜清晰的表明多晶陶瓷具有極強(qiáng)的織構(gòu)。在溶鹽與氧化物的比值在0.5～4的范圍內(nèi),隨溶鹽比升高,取向度有下降趨勢(shì)。BNT-Fe_(0.6)表面樣品在磁場(chǎng)沿陶瓷片面內(nèi)(θ=0°)和面外(θ=90°)方向測(cè)得的磁滯回線揭示了磁各向異性。BNT-Fe_(0.6)的磁損耗效應(yīng)和磁介電效應(yīng)與BNTF-Ni_(0.3) 的類似。
【學(xué)位授予單位】：湖北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ174.1

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1 王廣甫;魯永芳;;陶瓷樣品外束質(zhì)子熒光定量分析中樣品定位精度的研究[J];核技術(shù);2007年05期

2 周杏弟,張新華;用于掃描電鏡分析的陶瓷樣品制樣技術(shù)[J];實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理;2000年02期

3 胡躍輝,彭庶修,王艷香;用懸絲耦合法測(cè)陶瓷樣品動(dòng)態(tài)楊氏模量的實(shí)驗(yàn)[J];中國(guó)陶瓷;1999年06期

4 李文清;溫偉明;王智;;陶瓷樣品中鉛含量測(cè)定的不確定度評(píng)定[J];陶瓷;2011年05期

5 謝華林;ICP-AES法同時(shí)測(cè)定陶瓷樣品中鎂鈣鐵鋁鈦鋯的研究[J];山東陶瓷;2003年05期

6 謝華林;ICP-AES法測(cè)定陶瓷樣品[J];佛山陶瓷;2003年10期

7 毛翔宇,陳小兵;高取向Bi_4Ti_3O_(12)陶瓷樣品的制備[J];揚(yáng)州大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2004年01期

8 樊峻棋;吳孟強(qiáng);張樹(shù)人;;Nd摻雜Bi_4Ti_3O_(12)陶瓷的結(jié)構(gòu)與性能研究[J];材料導(dǎo)報(bào);2008年S1期

9 白彥真;謝英荷;張小紅;;氫化物發(fā)生原子熒光法測(cè)定陶瓷樣品中汞[J];安徽農(nóng)學(xué)通報(bào)(上半月刊);2012年13期

10 王洪濤,馬桂林,仇立干;SrCe_(0.9)Yb_(0.1)O_(3-α)陶瓷的導(dǎo)電性[J];化學(xué)學(xué)報(bào);2004年23期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 陳曉明;劉鵬;;BiFeO_3-doped0.94(Na1/2Bi1/2TiO_3)-0.06BaTiO_3陶瓷的微觀結(jié)構(gòu)、介電及鐵電性能[A];2011中國(guó)材料研討會(huì)論文摘要集[C];2011年

2 李喜貴;宋桂林;;BiFeO_δ陶瓷樣品的制備及正電子湮沒(méi)譜的研究[A];第十屆全國(guó)正電子湮沒(méi)譜學(xué)會(huì)議論文集[C];2009年

3 王洪濤;馬桂林;劉榮梅;高瑤軍;康新華;;SrCe_(0.9)Yb_(0.1)O_(3-α)的導(dǎo)電性能[A];第十二屆中國(guó)固態(tài)離子學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2004年

4 梁劍;鐘朝位;袁穎;;球磨分散劑對(duì)99BeO陶瓷微結(jié)構(gòu)與性能的影響[A];2008全國(guó)功能材料科技與產(chǎn)業(yè)高層論壇論文集[C];2008年

5 田宏偉;臧劍鋒;高麗娟;王欣;丁濤;鄭偉濤;;鈣鈦礦材料La(Y)_(2/3)Ca_(1/3)MnO_3中的相分離[A];2002年材料科學(xué)與工程新進(jìn)展（上）——2002年中國(guó)材料研討會(huì)論文集[C];2002年

6 許勤論;陳兆甲;彭定坤;;制備方法在摻雜陶瓷樣品超導(dǎo)電性上的作用[A];首屆中國(guó)功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1992年

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1 王波;Nd：YAG激光陶瓷特性及關(guān)鍵技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2015年

2 郝文濤;鈦酸銅鈣型陶瓷的高介電物性和兩類鈣鈦礦型無(wú)鉛陶瓷的介電頻譜的研究[D];山東大學(xué);2012年

3 馬爭(zhēng)爭(zhēng);BiFeO_3基多鐵陶瓷的摻雜固溶及高壓改性研究[D];華中科技大學(xué);2012年

4 張楓;Bi_2Cu_(0.1-x)W_xV_(0.9)O_(5.35-δ)體系的化學(xué)法合成制備與中低溫氧離子導(dǎo)電性能研究[D];武漢理工大學(xué);2014年

5 伍茂松;BiFeO_3基固溶體陶瓷的多鐵、微波吸收和磁電耦合性質(zhì)研究[D];華中科技大學(xué);2013年

6 陳新亮;氧化物添加劑對(duì)組成在MPB附近的（Na_（0.5）Bi_（0.5））_（1-x）Ba_xTiO_3陶瓷結(jié)構(gòu)和電學(xué)性能的影響[D];武漢理工大學(xué);2006年

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1 周薇;B位取代改性對(duì)BiFeO_3-BaTiO_3基高溫壓電/單相多鐵陶瓷的結(jié)構(gòu)、壓電及多鐵性能的影響[D];四川師范大學(xué);2015年

2 張盼盼;玻璃添加對(duì)BiFeO_3陶瓷多鐵性的影響[D];陜西科技大學(xué);2016年

3 楊變;Ca_(0.28)Ba_(0.72)Nb_2O_6基鐵電陶瓷的結(jié)構(gòu)調(diào)控與電性能關(guān)聯(lián)性研究[D];陜西師范大學(xué);2016年

4 肖君;鉍系層狀鈣鈦礦材料的B位摻雜改性及織構(gòu)陶瓷制備[D];湖北大學(xué);2016年

5 吳玉強(qiáng);電荷有序?qū)e_3O_4多晶介電性的影響[D];天津理工大學(xué);2012年

6 紀(jì)鵬飛;鈦酸鋇壓電陶瓷的制備與物性研究[D];山東大學(xué);2013年

7 陳戈;CaCu_3Ti_4O_（12）型晶體結(jié)構(gòu)氧化物陶瓷材料的高介電物性研究[D];山東大學(xué);2010年

8 張倩倩;鈦酸鋇基低頻熱穩(wěn)定介電陶瓷材料研究[D];天津大學(xué);2012年

9 武鑫華;新型單相多鐵材料的摻雜改性研究[D];揚(yáng)州大學(xué);2013年

10 張明;Ba_xCe_（0.8）Y_（0.2）O_（3-α）+yZnO的合成、導(dǎo)電性及應(yīng)用[D];蘇州大學(xué);2011年

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本文編號(hào)：1200081