【摘 要】
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多铁性复合材料因其在室温下呈现出多种应用特性而受到科学界的关注,包括自旋电子器件、驱动器、传感器和其他多功能存储器件。因为能够促进多功能器件的功能特性提升所需的更高自由度,具有磁电耦合效应的多铁性材料受到了研究人员的关注。本论文工作研究制备多相复合Bi Fe O3-Co Fe2O4基复合材料。本论文采用三步法合成了由菱方相Bi Fe O3、尖晶石立方Co Fe2O4和四方Pb(Zr0.52Ti0.
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多铁性复合材料因其在室温下呈现出多种应用特性而受到科学界的关注,包括自旋电子器件、驱动器、传感器和其他多功能存储器件。因为能够促进多功能器件的功能特性提升所需的更高自由度,具有磁电耦合效应的多铁性材料受到了研究人员的关注。本论文工作研究制备多相复合Bi Fe O3-Co Fe2O4基复合材料。本论文采用三步法合成了由菱方相Bi Fe O3、尖晶石立方Co Fe2O4和四方Pb(Zr0.52Ti0.48)O3,组成的三相复合材料（1-x）（0.3Co Fe2O4-0.7Bi Fe O3）-x Pb(Zr0.52Ti0.48)O3（x=0,0.1,0.2,and 0.3）。X射线衍射分析证实该复合材料中含Bi Fe O3、Co Fe2O4和Pb(Zr0.52Ti0.48)O3三种晶相。采用扫描电子显微镜（SEM）分析复合材料的表面微观结构,通过能量色散X射线（EDX）分析了元素含量。通过ME磁电响应测试发现,所有样品均可观察到施加磁场下的可逆极化。在0.3Co Fe2O4-0.7Bi Fe O3体系中,压电材料Pb(Zr0.52Ti0.48)O3的加入在不抑制其磁电耦合系数（ME）的情况下,显著提高了其电磁性能（介电、铁电和铁磁性）,显示该多铁复合材料在应用于制造现代多功能器件的具有巨大潜力。采用溶胶-凝胶结合固相反应法制备了具有磁调谐功能的磁电（ME）耦合效应的三相多铁性复合材料（1-x）[0.7Bi Fe O3-0.3Co Fe2O4]-x Pb Ti O3（x=0,0.1,0.2,0.3,0.4和0.5）。X射线衍射分析显示制备的复合材料含有菱方相Bi Fe O3、尖晶石立方相Co Fe2O4和四方相Pb Ti O3。采用扫描电子显微镜分析了样品表面微观结构,并通过能量色散光谱对元素进行化学计量分析。通过引入PTO,显著改善了介电、磁、铁电特性,降低了交流漏电流。PTO含量为10%时,制备的复合材料具有最佳介电性能,饱和极化,饱和磁化和ME耦合特性。这些结果表明,适量PTO的引入可以明显提升复合材料的磁电耦合特性。采用溶胶-凝胶结合热压工艺制备了（1-x）[0.9（0.3Co Fe2O4-0.7Bi Fe O3）-0.1Pb(Zr0.52,Ti0.48)O3]-x PVDF（BFO-CFOPZT/PVDF）四相多铁性聚合物-陶瓷复合材料。研究了不同含量的PDVF对其微观结构、铁电、介电、磁电特性的影响。XRD分析表明样品存在CFO,BFO,PZT和PVDF的4个不同的相。发现介电损耗和剩余极化强度随PVDF的添加量成比例地减小。同时,磁电耦合效应并未因为PVDF的添加而减弱。由此得出结论,引入PVDF聚合物可以克服BFO-CFO-PZT复合材料的介电损耗等缺陷,同时保持其优异的多铁性。
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