论文部分内容阅读
多铁性材料是指具有两种或两种以上铁的基本性能的材料。绪论主要综述了多铁性材料发展、分类及其研究现状。其中,由于单相多铁性材料较少,并且居里温度低,无法满足生产要求。复合多铁性材料被越来越多的学者所研究。本文以Nii-xZnxFe204和Sr1-xCaxTiO3作为铁磁相、铁电相来合成复合陶瓷材料,并对其物相、微观形貌、介电性能、铁电性能和磁性能进行了研究。论文主要内容如下:1、在1260℃烧结3h得到致密性良好、颗粒分布均匀(平均尺寸为2μm)的xNi0.5Zn0.5Fe2O4-(1-x)CaTiO3(0≤x≤10)复合陶瓷。复合陶瓷在低频范围内,随频率增加,介电常数和介电损耗均减小,在高频范围内趋于稳定。Ni0.5Zn0.5Fe2O4介电常数相对于CaTiO3更高,随Ni0.5Zn0.5Fe2O4含量增加,复合陶瓷介电常数值增大;介电损耗减小。0.7Ni0.5Zn0.5Fe2O4-0.3CaTiO3复合陶瓷具有铁电性,但存在很大的漏电流。复合陶瓷具有典型磁滞回线,并在外加磁场范围达到饱和。复合陶瓷饱和磁化强度随Ni0.5Zn0.5Fe2O4含量增加而增大,因为CaTiO3为非磁性相,复合陶瓷磁性能都来自于Ni0.5Zn0.5Fe2O44。其中x=0.7时,复合陶瓷的饱和磁化强度和矫顽场分别为49.07emu、g、6.8Oe。2、通过传统烧结和微波辅助烧结法分别在1230℃烧结3h和1275℃烧结30min得到颗粒分布均匀的cNiFe204-(1-x)SrTiO3(0.1≤x≤0.5)复合陶瓷。xNiFe2O4-xSrTiO3复合陶瓷介电常数随频率增加而不断减小,并最终趋于稳定;这与Koops唯象理论相一致。相比较而言,微波烧结得到的xNiFe2O4-xSrTiO3复合陶瓷介电常数和介电损耗都要高于传统烧结得到的xNiFe2O4-xSrTiO3复合陶瓷。xNiFe2O4-(1-x)SrTiO3(0.1≤x≤0.5)复合陶瓷在外加电场范围内都拥有典型的电滞回线,说明复合材料内部铁电有序。随外加电场强度增加,复合陶瓷自发极化强度、剩余极化强度和矫顽电场都相应的增大。由此可知,复合陶瓷铁电性受到外加电场强度影响。xNiFe2O4-(1-x)SrTiO3(0.1≤x≤0.5)复合陶瓷在外加磁场范围都拥有典型的磁滞回线,且其饱和磁化强度随NiFe2O4含量增加而增大;由于SrTiO3为非磁性相,因此样品磁性能来自于NiFe2O4。烧结方法对其饱和磁化强度几乎没有影响。3、在1200℃烧结3h获得内部颗粒均匀的Bi2O3掺杂0.5NiFe2O4-0.5SrTiO3复合陶瓷。随Bi2O3增加,复合陶瓷中BiFeO3含量增加。Bi2O3掺入使得复合陶瓷介电常数高于不掺杂的05NiFe2O4-0.5SrTiO3复合陶瓷。复合陶瓷在220℃左右出现峰值,Bi2O3掺入使得SrTiO3的铁电居里温度向高温偏移。Bi2O3掺杂0.5NiFe2O4-0.5SrTiO3复合陶瓷均具有典型的电滞回线,说明复合陶瓷内部铁电有序。掺杂量为0.3%、0.5%、1%、3%时,自发极化强度都要高于不掺杂Bi2O3的0.5NiFe2O4-0.5SrTiO3复合陶瓷自发极化强度(0.035μF/cm2)。Bi2O3掺杂0.5NiFe2O4-0.5SrTiO3复合材料都具有典型的磁滞回线。掺杂0.5%Bi2O3时,复合材料饱和磁化强度为53.59emu/g,剩余磁化强度为2.07emu/g,矫顽力为7.32Oe。