【摘 要】
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随着电子信息技术和移动通讯的飞速发展,电子设备元器件的小型化和多功能化已成为当代科技发展的必然趋势。磁电复合材料作为一种同时具有铁电性和铁磁性的多铁性功能材料,提供了一种由磁场控制极化或者由电场控制磁化的可能而成为了当下材料学研究的一个热点。本论文旨在探索复相多铁性材料（1-x）Ba(Ti1-ySny)O3-x(Ba1-zCaz)Ti O3-Co Fe2O4（简称BCST-CFO）的制备工艺、组成
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随着电子信息技术和移动通讯的飞速发展,电子设备元器件的小型化和多功能化已成为当代科技发展的必然趋势。磁电复合材料作为一种同时具有铁电性和铁磁性的多铁性功能材料,提供了一种由磁场控制极化或者由电场控制磁化的可能而成为了当下材料学研究的一个热点。本论文旨在探索复相多铁性材料（1-x）Ba(Ti1-ySny)O3-x(Ba1-zCaz)Ti O3-Co Fe2O4（简称BCST-CFO）的制备工艺、组成成分和微观结构对材料性能的影响,主要研究内容如下:（1）采用固相烧结法制备了稀土离子Lu3+掺杂的Ni0.5Zn0.5LuxFe2-xO4（x=0.000,0.004,0.008,0.012,0.016和0.020）铁氧体,研究了不同含量的Lu3+对基体结构和性能的影响。结果表明:所有组分的样品均为立方尖晶石结构,无杂相生成;样品的晶格常数单调增加;电子能谱图表明样品中各元素的理论占比和实际占比基本吻合;介电常数随着外加电场频率升高而逐渐减小并在高频处趋于一个稳定值;随着样品中Lu3+浓度的增加,样品的饱和磁化强度先增加后减小,在x=0.004时达到最大值,Msmax=71.41emu/g。（2）采用固相烧结法制备了一系列不同比分的（1-x）Ba(Ti1-ySny)O3-x(Ba1-zCaz)Ti O3（x=0.2、0.1,y=0.12、0.1,z=0.3、0.4）复合钙钛矿压电陶瓷。研究了不同比分下原料配比对材料结构和性能的影响。结果表明:所有样品均为钙钛矿结构,无杂相生成;随着频率的增加,介电常数单调减小并在高频处趋于一个稳定值;随着温度的升高,介电常数先增大后减小,在100-110℃附近均出现居里温度峰;所有样品都表现出明显的铁电性电滞回线,第2组样品的饱和磁化强度最高,Msmax=25.2μC/cm~2;材料的压电性能和极化强度具有明显的相关性,第2组样品的压电系数最大,d33max=366p C/N。（3）选取了第二个系列工作中压电性能最好的第二组样品作为复合材料中的铁电相,采用固相烧结法制备了一系列不同比例的BCST-CFO复合陶瓷（BCST∶CFO=0∶10,1∶9,3∶7,5∶5,7∶3,9∶1,10∶0）,探究了复合陶瓷中两组材料的相对含量对其的结构、磁电性能的影响。结果表明:随着复合材料中铁电相BCST的增加,样品的尖晶石结构CFO特征峰逐渐减弱,铁电相BCST特征峰逐渐增强;随着外加电场频率的增加,介电常数单调减小并在高频处趋于一个稳定值;当样品的主要成分为BCST时,其介电常数在100℃附近出现明显的居里温度峰;铁电性能测试结果表明,当样品中主要成分为BCST时表现出明显的铁电性电滞回线;铁磁性能测试结果表明,随着样品中铁电相含量的逐渐增加,样品的饱和磁化强度单调减少,当样品为纯相的钙钛矿结构BCST时,其饱和磁化强度几乎为零;样品的压电系数与复合材料中铁电相BCST的含量正相关,其压电系数随着样品中BCST的含量增加而单调递增,当样品为纯相的BCST时,压电系数达到最大值,d33max=370pC/N。
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