本文選題：多鐵性　切入點(diǎn)：巨介電性　出處：《南京航空航天大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：近年來,多鐵材料由于其磁電耦合效應(yīng)而被廣泛地運(yùn)用在信息存儲(chǔ)、傳感器等多種領(lǐng)域,這引起了人們對(duì)多鐵材料研究的廣泛關(guān)注。目前關(guān)于多鐵材料的研究大多集中在鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的材料中,在尖晶石結(jié)構(gòu)材料中還沒有相關(guān)的研究。本論文以具有尖晶石結(jié)構(gòu)的釩酸錳(MnV2O4)和釩酸鐵(FeV2O4)為研究對(duì)象探究了尖晶石結(jié)構(gòu)材料存在多鐵性的可能性。系統(tǒng)研究了難合成尖晶石結(jié)構(gòu)材料的制備工藝、磁學(xué)電學(xué)相關(guān)性能。這對(duì)日后拓展多鐵材料的研究和應(yīng)用領(lǐng)域具有重大的意義。首先,通過真空固相反應(yīng)法制備了在950℃下制備了釩酸錳粉末,并首次在1250℃制備了高致密度,性能穩(wěn)定的釩酸錳陶瓷。隨后對(duì)釩酸錳陶瓷進(jìn)行了相結(jié)構(gòu)、微觀結(jié)構(gòu)、磁學(xué)和電學(xué)性能的研究。結(jié)果表明在1250℃下燒結(jié)的陶瓷密度達(dá)到了5.7g/cm3,理論密度達(dá)到了96%,晶粒尺寸約20μm。磁學(xué)性能測(cè)試表明在57K以下釩酸錳具有亞鐵磁性,飽和磁化率3emu/g。電學(xué)性能測(cè)試表明在80K以下出現(xiàn)鐵電極化,最大鐵電極化達(dá)到0.01pC/mm2,并且在270K首次發(fā)現(xiàn)釩酸錳陶瓷存在巨介電性,介電常數(shù)高達(dá)560000,介質(zhì)損耗在270K之后迅速升高,陶瓷電阻率隨著燒結(jié)溫度的升高而減小。其次,為了更加真實(shí)、詳細(xì)地研究釩酸錳材料的性能,我們利用多晶釩酸錳通過光學(xué)浮區(qū)法制備釩酸錳單晶材料。并對(duì)單晶進(jìn)行了晶體取向、磁學(xué)和電學(xué)性能的研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:制備的單晶取向?yàn)?333)方向,在56K下為亞鐵磁性并在80K以下存在鐵電極化,最大鐵電極化達(dá)到0.095pC/mm2。同樣在270K附近存在巨介電性,最大介電常數(shù)達(dá)到5×106,介質(zhì)損耗由于巨介電溫度后低的電阻率導(dǎo)致較大漏電流而迅速上升。最后,為了驗(yàn)證其他尖晶石結(jié)構(gòu)材料存在多鐵性的可能,實(shí)驗(yàn)通過多步反應(yīng)法在1100℃下制備了釩酸鐵粉末,且利用光學(xué)浮區(qū)法在1800℃下制備了釩酸鐵單晶。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明單晶的取向?yàn)?111)方向。在90K以下為亞鐵磁性,鐵電極化出現(xiàn)在76K以下并隨著溫度的降低在10K達(dá)到了最大值61pC/mm2。單晶的介電常數(shù)隨著溫度的升高不斷增加,平行于晶體生長(zhǎng)方向的樣品在297K達(dá)到225000,垂直于晶體生長(zhǎng)方向的樣品介電常數(shù)較之略小,由于較小的電阻率使得樣品有較大的介質(zhì)損耗。
[Abstract]:In recent years, ferromagnetic materials have been widely used in many fields such as information storage, sensors and other fields because of their magneto-electric coupling effect.At present, most of the researches on multi-iron materials are focused on perovskite structure materials, but there is no related research in spinel structure materials.In this paper, the possibility of the existence of multi-iron in spinel structure materials was investigated by using manganese vanadate (MnV _ 2O _ 4) and ferric vanadate (Fe _ (V _ 2O _ 4)) as the object of study.The preparation process and magnetoelectric properties of refractory spinel structure materials were systematically studied.It is of great significance to expand the research and application of multi-iron materials in the future.Firstly, manganese vanadate powder was prepared by vacuum solid state reaction at 950 鈩，

本文編號(hào)：1717864