掺杂Bi m+1 Fe m-3 Ti 3 O 3m+3 多铁性材料的制备与磁电性能研究
发布时间：2020-12-13 21:07
多铁性材料作为一种同时具有铁电性和铁磁性的材料,由于其潜在的应用价值和其中复杂的磁电理论机制而被广泛研究。Bim+1Ti3Fem-3O3m+3为一种Bi层状钙钛矿结构的单相多铁性材料,它在较低层数具有一定的铁电性和较高层数时具备的磁性,被认为是最可能实现室温多铁性的单相材料之一。本课题合成了纯相及掺杂的Bim+1Ti3Fem-3O3m+3（m=4,5,6,7）粉末及陶瓷,通过XRD和拉曼等研究了其晶体结构,并进而表征了其磁电性能,对该类材料中结构对性能的影响进行了探究。SEM、拉曼光谱和TEM研究表明溶胶凝胶法制备出的粉体成分均匀,其晶体结构为片状晶,材料在层数增加时基本保持复杂的层状结构,物相为纯相正交相。研究发现,溶胶凝胶法制备Bim+1Ti3Fem-3O3m+3及其掺杂组分时,需要严格控制溶剂和催化剂的比例,在合适的工艺控制下才能获得均一稳定的干凝胶粉末。对于获得的干凝胶,需要采用分段煅烧的方式,即先加热到300 oC左右保温去除有机物,再加热至800 oC以上保温结晶的工艺批量获得纯相陶瓷粉体。Bim+1Fem-3Ti3O3m+3陶瓷的XRD精修结果表明,随着层数的增多,材料的...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
铁磁性和铁电性的起源[2]
钛酸铋 Bi4Ti3O12作为一种具有较高剩料，被认为是最有望取代含铅铁电材料(PZT 等)的导致的实际陶瓷和薄膜材料的较低极化值和较大度，需要对其性能进行进一步提升。的居里温度很高(Tc=675oC)，当发生顺电-铁电相变转变为低温单斜铁电相。Bi4Ti3O12的单斜相的单晶格参数可以用赝正交晶系来描述。在室温下，B4452 、b＝5.4111 、c＝32.8432 且 β＝90 度[24]格结构如图 1-3 所示，由图可以看出，Bi4Ti3O12为的自发极化主要来源于类钙钛矿层，铋氧层在其中用。晶体在铁电相时在单斜晶系 a-c 平面上具有两现出很强的自发极化其 Ps 为 50μC/cm2；在 c 轴方并且这两个分量在外场下可以各自独立反转。a、50kV/cm、3.5kV/cm[25]。
图 1-4 La 掺杂 Bi4Ti3O12的电滞回线[26]，Uong Chon[27]等人研究了 Nd 掺杂的 的剩余极化值(2Pr≥100μC/cm2)，他们极化的原因是 Nd 掺杂使得 Ti 离子更容且掺杂后的材料抗疲劳性能也有很大提图 1-5 Nd 掺杂 Bi4Ti3O12的电滞回线[27]
本文编号：2915183
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：80 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
铁磁性和铁电性的起源[2]
钛酸铋 Bi4Ti3O12作为一种具有较高剩料，被认为是最有望取代含铅铁电材料(PZT 等)的导致的实际陶瓷和薄膜材料的较低极化值和较大度，需要对其性能进行进一步提升。的居里温度很高(Tc=675oC)，当发生顺电-铁电相变转变为低温单斜铁电相。Bi4Ti3O12的单斜相的单晶格参数可以用赝正交晶系来描述。在室温下，B4452 、b＝5.4111 、c＝32.8432 且 β＝90 度[24]格结构如图 1-3 所示，由图可以看出，Bi4Ti3O12为的自发极化主要来源于类钙钛矿层，铋氧层在其中用。晶体在铁电相时在单斜晶系 a-c 平面上具有两现出很强的自发极化其 Ps 为 50μC/cm2；在 c 轴方并且这两个分量在外场下可以各自独立反转。a、50kV/cm、3.5kV/cm[25]。
图 1-4 La 掺杂 Bi4Ti3O12的电滞回线[26]，Uong Chon[27]等人研究了 Nd 掺杂的 的剩余极化值(2Pr≥100μC/cm2)，他们极化的原因是 Nd 掺杂使得 Ti 离子更容且掺杂后的材料抗疲劳性能也有很大提图 1-5 Nd 掺杂 Bi4Ti3O12的电滞回线[27]
本文编号：2915183
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