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多铁材料是指同时具有(反)铁电、(反)铁磁及铁弹中两者或两者以上耦合性质的多功能材料,近年来得到了科研工作者的广泛关注。其中,具有磁电耦合效应的多铁材料在磁传感器、变压器、可调微波器件及信息存储器件等方面有广泛的应用前景,成为多铁材料中的重点研究对象。一维纳米纤维由于结构较为独特,具有传统材料所不具有的优异性能,如高比模量、高比强度、比表面积大、结构致密、材料韧性高,尺寸效应和界面效应显著,容易集成化和微型化等一系列优点。跟多铁薄膜材料相比,悬臂的纳米复合纤维不受基体的约束,而且长径比很大,可以将由压电效应或者磁致伸缩效应引起的位移放大,显著提高材料的磁电耦合响应。因此,本文以一维多铁纳米磁电材料作为研究对象来开展研究工作。采用溶胶-凝胶法与静电纺丝相结合制备一维多铁复合纳米纤维,重点研究了以BiFeO3为铁电相的多铁磁电复合纳米纤维的制备工艺、力学性能和磁电性能等。主要研究内容包括以下几个方面:(1)制备单相BiFeO3(BFO)、CoFe2O4(CFO)以及不同摩尔比值的BFO/CFO随机复合纳米纤维,利用基于原子力显微技术的振幅调制-频率调制(AM-FM)模块和纳米压痕仪对纳米纤维的力学性能进行研究。实验结果表明:单相BFO纳米纤维的弹性模量和硬度较低,分别为52.5±5.1 GPa和1.6±0.4 GPa,单相CFO纳米纤维的弹性模量和硬度较高,分别为146.2±5.3 GPa和9.2±0.3 GPa,复合纳米纤维的弹性模量和硬度随着CFO含量的增加而增大。(2)尝试采用并行静电纺丝法制备磁电复合多铁纳米纤维,利用PFM对其磁电性能进行初步的分析。实验结果表明:采用自制的并行针头制备得到的纳米纤维由两根并列的纤维组成,两侧纤维的振幅响应和频率响应存在明显差异,并在复合纤维中观测到了磁电耦合现象。(3)采用静态的平行电极和转动的空心滚筒两种收集装置分别制备了BFO平行纳米纤维阵列,利用金相显微镜观察了纤维的取向。实验结果表明:采用平行电极作为收集装置得到的BFO纳米纤维阵列的平行度优于采用空心滚筒作为收集装置所得的BFO纳米纤维阵列的平行度。其中采用平行电极作为收集装置时的最优静电纺丝工艺参数为:电压6 kV,电极间距6 cm,接收距离7 cm,推进速度0.5 mL/h。