鈣鈦礦KNBT和SFO多鐵材料性質(zhì)的研究.pdf

1、多鐵材料指的是具有兩種或者兩種以上的鐵性特征的材料。這些鐵性特征包括鐵磁性（反鐵磁性）、鐵電性（反鐵電性）、鐵渦旋性和鐵彈性。多鐵材料由于多種鐵性共存，具有豐富的物理意義并且在自旋電子器件、感應(yīng)器和存儲設(shè)備等方面存在巨大的潛在應(yīng)用價值。近些年來，一直被廣泛關(guān)注和研究。目前，同時具有鐵電性和鐵磁性的多鐵材料是各國研究者們研究的重點和熱點。要想多鐵材料在實際生活中廣泛應(yīng)用，多鐵材料必須具備很強的磁電耦合效應(yīng)，并且同時具備很強的鐵電性和鐵磁性

2、，最重要的是必須保證它的鐵電相變和鐵磁相變溫度在室溫以上。就目前發(fā)現(xiàn)的多鐵材料來說，能同時滿足上述三個條件的多鐵材料還不存在。有些材料雖然具有很強的鐵電性和鐵磁性，但是其鐵磁轉(zhuǎn)變溫度遠遠低于室溫，如BiMnO3，鐵磁轉(zhuǎn)變溫度僅為100K，且它的磁電耦合效應(yīng)也很弱。還有些材料具有很強的鐵電性，其鐵電相變和磁性的轉(zhuǎn)變溫度也都在室溫以上，如BiFeO3，但是它具有的是很弱的反鐵磁性。就目前研究的情況來說，多鐵材料被廣泛應(yīng)用于實際生活中，還有很

3、大的困難需要克服，還需要科研工作者不斷探索發(fā)現(xiàn)新的多鐵材料。
　　本文主要工作在于首先用溶膠凝膠法制備NKBT系列單相室溫多鐵材料，隨著K摻雜量的不同對其性能進行對比研究。其次用固相燒結(jié)法制備SFO多晶陶瓷片以及對其性能的研究。
　　1.用溶膠凝膠法合成具有鈣鈦礦ABO3結(jié)構(gòu)的(Na1-xKx)0.5Bi0.5TiO3(x=0，0.04，0.06，0.08，0.3)系列納米材料，并對其進行了表征以及鐵電性、鐵磁性和磁電耦合性

4、質(zhì)做了研究。(Na1-xKx)0.5Bi0.5TiO3(x=0，0.04，0.06，0.08，0.3)系列納米材料在800℃燒結(jié)1小時已經(jīng)完全成單相。(Na1-xKx)0.5Bi0.5TiO3(x=0，0.04，0.06，0.08，0.3)系列納米陶瓷片的磁性隨著燒結(jié)溫度的升高和燒結(jié)時間的增加都會減弱，甚至在1000℃燒結(jié)2小時鐵磁性完全小時表現(xiàn)為抗磁性。通過對納米粉退火處理，氧缺陷會抑制鐵磁性的產(chǎn)生。(Na1-xKx)0.5Bi0.5

5、TiO3(x=0，0.04，0.06，0.08，0.3)系列納米材料隨著K摻雜量的增加磁性變?nèi)?，納米陶瓷的剩余極化強度增大，但是矯頑電場不斷減小。（Na1-xKx）0.5Bi0.5TiO3(x=0，0.04，0.06，0.08，0.3)系列納米材料的MD效應(yīng)具有低頻敏感性，低頻下的MD效應(yīng)遠遠大于高頻的MD效應(yīng)。在1kH的頻率下，(Na1-xKx)0.5Bi0.5TiO3(x=0，0.04，0.06，0.08，0.3)系列納米材料的MD

6、效應(yīng)隨著K摻雜量的增加有所降低。經(jīng)過不同電場極化1小時處理的陶瓷片的飽和磁矩隨著外加電場的增大而增加。實驗結(jié)果表明，(Na1-xKx)0.5Bi0.5TiO3(x=0，0.04，0.06,0.08,0.3)系列材料在室溫以上具有鐵電性和鐵磁性以及磁電耦合效應(yīng)，它們是室溫多鐵材料。
　　2.用固相燒結(jié)法制備的SmFeO3多晶陶瓷樣品，在1250℃燒結(jié)4小時陶瓷片已成單相。在室溫下外加不同磁場分別測SmFeO3多晶陶瓷樣品得M-T曲線

7、，升溫過程和降溫過程的M-T曲線的變化趨勢大致相同。在沒有外加磁場的情況下，隨溫度升高磁矩單調(diào)下降。在外加磁場條件下，隨溫度升高磁矩先上升后下降，中間出現(xiàn)峰值，磁場H=300Oe和H=2000Oe的磁矩最大值出現(xiàn)的溫度為275K和175K附近。不同溫度下的磁滯回線表明SmFeO3具有鐵磁性。在外加磁場H=300Oe、方波電場最大值E=10Kv/cm，E⊥H和E∥H的條件下測量樣品SmFeO3多晶陶瓷的磁矩隨方波電場的變化曲線，磁矩顯示出