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多铁性复合材料的研究

赵兵  
【摘要】: 所谓多铁性材料是指:由于结构参数有序化而导致的同时具有铁电性、铁磁性(亚铁磁性和反铁磁性)和铁弹性中两者及其以上性质的材料。本论文主要内容是对BiFeO_3单相陶瓷、BiFeO_3/BaTiO_3和BiFeO_3/PZT两种复相陶瓷的制备工艺、铁电、铁磁性能等进行相关研究。 首先用sol-gel方法制备出初级铁酸铋(BiFeO_3)粉末。用高温高压的方法第二次烧结初级BiFeO_3粉末,合成纯相的BiFeO_3块体陶瓷,发现高温高压可以抑制伴随着BiFeO_3合成时其它铋铁氧化物杂相的生成,并且可以提高材料的致密度。测量其结构,铁电性能、铁磁性能。 使用高温高压合成的方法,缩短了复相陶瓷的合成时间并且降低了烧结温度,使颗粒均匀生长,有效的抑制BiFeO_3与BaTiO_3、PZT两相之间的反应和高温下颗粒的长大,成功的制备出了没有杂相的BiFeO_3/BaTiO_3和BiFeO_3/PZT两种复相陶瓷。并且用XRD和SEM研究了陶瓷的结构和形貌以及研究它们的铁电、铁磁性能。 改变BiFeO_3与BaTiO_3、PZT之间的成分比例,成功的制备了1 : 1、1 : 2、1 : 3系列的复相陶瓷。研究不同比例成分对复相陶瓷铁电性能、铁磁性能的影响。发现BiFeO_3/BaTiO_3复相陶瓷由于大的漏电流而掩盖了本身的铁电性能;而BiFeO_3/PZT复相陶瓷测出了比较好的电滞回线,铁电性能相对于单相BiFeO_3陶瓷有所提高,证明PZT对BiFeO_3陶瓷铁电性的优化是可行的。并且随着PZT陶瓷含量的增加,铁电性能随之增强。而在铁磁性能方面,BaTiO_3和PZT陶瓷对BiFeO_3陶瓷的铁磁性具有明显的优化作用,并且随着BaTiO_3和PZT陶瓷含量的增加,复合材料的铁磁性能随之增强。


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