多鐵性材料的制備及性能表征.pdf

1、多鐵性材料是最近幾年發(fā)展起來的一類磁電功能材料，它集鐵磁性和鐵電性于一體，并且兩者之間存在耦合效應(yīng)，因而在信息儲存、自旋電子器件、磁傳感器、電容-電感一體化器件以及微波技術(shù)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。但是現(xiàn)有單相多鐵性材料的磁相變溫度非常低，多數(shù)只能在低溫下才同時(shí)出現(xiàn)磁性和鐵電性，以及磁電耦合效應(yīng)。本課題根據(jù)多鐵性研究的現(xiàn)狀探索新的多鐵性材料，實(shí)現(xiàn)室溫下較強(qiáng)的多鐵性能。一方面是在最新國際研究成果的基礎(chǔ)上，通過技術(shù)創(chuàng)新和采用新的研究方法來制備

2、單相多鐵性材料并對其多鐵性能進(jìn)行表征；另一方面是通過采用新的磁性相來制備復(fù)相多鐵性材料。通過研究發(fā)現(xiàn)了三種具有多鐵性能的單相多鐵性材料和一種采用新的磁性相的復(fù)相多鐵性材料，并且對它們在室溫下表現(xiàn)的多鐵性能進(jìn)行了研究。本論文對這四種多鐵性材料實(shí)驗(yàn)研究的內(nèi)容和結(jié)果包括：
　　 1.納米PbTiO3陶瓷的制備及其多鐵特性表征首次采用甘油為溶劑，通過前驅(qū)溶液法450℃煅燒合成納米PbTiO3粉末，采用甘油做溶劑降低了合成溫度。燒結(jié)溫度可

3、以有效控制材料晶粒尺寸和致密性。通過磁性和鐵電性的測試觀察到PbTiO3陶瓷磁極化強(qiáng)度和電極化強(qiáng)度都隨著晶粒尺寸的降低而提高，并且納米晶PbTiO3陶瓷的磁極化強(qiáng)度隨著溫度的降低而提高?，F(xiàn)在科學(xué)家已經(jīng)證明納米PbTiO3陶瓷鐵磁性的來源于晶粒表面的氧空穴。
　　 2.單相Pb2Fe2O5多鐵性陶瓷的制備和表征首次采用甘油為溶劑通過前驅(qū)物法800℃下燒結(jié)制備出Pb2Fe2O5陶瓷。我們通過鐵電測試證明了它鐵電性的存在。同時(shí)通過磁性

4、測試表明室溫下Pb2Fe2O5陶瓷也具有鐵磁性?？偨Y(jié)得出Pb2Fe2O5陶瓷是一種新型的室溫單相多鐵性材料。
　　 3.單相PbFe12O19陶瓷的制備及其多鐵性表征采用前驅(qū)物法在1000℃下燒結(jié)制備出了PbFe12O19陶瓷。通過鐵電測試表明它具有較大的本征鐵電性。通過對PbFe12O19晶體結(jié)構(gòu)模型的研究推測出鐵電性來源于Fe陽離子沿著b軸偏離氧八面體中心和O3和O4陰離子沿著a軸的相反方向偏離八面體的原始位置所導(dǎo)致的O5-

5、Fe-O6鏈偏離直線的扭曲。磁性的測試表明PbFe12O19同時(shí)具有大的鐵磁性?？偨Y(jié)得出PbFe12O19陶瓷是目前發(fā)現(xiàn)最好的室溫單相多鐵性材料。
　　 4.復(fù)相PbFe12O19-PbTiO3多鐵性陶瓷的制備和表征首次采用甘油為溶劑通過前驅(qū)物法合成磁性相PbFe12O19，并且通過機(jī)械混合的方法合成以PbFe12O19為磁性相，以PbTiO3為鐵電相的顆粒復(fù)相多鐵性陶瓷。通過磁性和鐵電性的測試表明室溫下鐵電性和鐵磁性同時(shí)存在，