铁氧体及其复合材料的磁介电效应的研究

发布时间：2023-01-07 10:07

　　外磁场引起材料介电常数的变化称为磁介电效应。由于在磁场传感器、磁电存储器等领域中具有广泛的应用前景,磁介电效应在实验上和理论上吸引着越来越多的关注。虽然在各种单相铁氧体及磁电复合材料中均发现有磁介电效应,但从研究深入性的角度出发,在磁介电效应的研究中仍有三个问题有待解决:1)制备磁电性能优异的多铁性复合材料,即具有较大压电系数的铁电相、较大磁致伸缩系数的铁磁相及它们之间较好的弹性耦合;2)给出完整的磁介电系数随磁场的变化曲线是验证磁电复合物磁介电效应最有力的证据;3)提出恰当的理论模型,并结合具体实验条件给出符合实验数据的定量分析。在实际测量中常会出现多个介电机制共存的情况。不同的磁场大小,电场频率及材料化学成分均会影响（或诱导不同的）介电机制。针对上述问题,本论文主要工作如下:1)制备了锰锌铁氧体系列单相材料及（1-x）（Ba0.88Ca0.12）（Ti0.88Zr0.12）O3-xCoFe2O4 系列复合材料,研究了材料的铁磁性、铁电性及磁电耦合相互作用;2)探索了单相铁氧体及磁致伸缩/压电复合材料中磁介电效应的物理机制;3)探讨了材料的共振频率及铁磁相的磁致伸缩效应对磁介电效应的... 

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【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 单相铁氧体材料
        1.2.1 单相铁氧体材料的铁磁性
        1.2.2 单相铁氧体材料的介电性
    1.3 压电材料
        1.3.1 压电效应
        1.3.2 常见的压电材料
    1.4 磁致伸缩材料
        1.4.1 磁致伸缩效应
        1.4.2 常见的磁致伸缩材料
    1.5 磁电复合材料
        1.5.1 磁电耦合效应
        1.5.2 常见的磁电复合材料
    1.6 磁介电效应的研究背景和意义
    1.7 磁介电效应的研究现状
    1.8 磁介电效应的物理机制
    1.9 课题来源及本文主要内容
    1.10 本章小结
第二章 锰锌铁氧体尺寸共振型磁介电效应的研究
    2.1 引言
    2.2 样品的制备和表征方法
        2.2.1 Mn_(1-x)Zn_xFe_2O_4样品的制备
        2.2.2 样品表征方法
    2.3 实验结果和讨论
        2.3.1 结构表征
        2.3.2 磁场对磁导率的影响
        2.3.3 磁场对介电常数、介电损耗及电阻的影响
        2.3.4 谐振频率处磁介电效应的物理机制
    2.4 电偶极子的谐振模型
    2.5 本章小结
第三章 锰锌铁氧体磁介电效应的磁滞现象的研究
    3.1 引言
    3.2 Mn_(1-x)Zn_xFe_2O_4样品表征和实验方法
    3.3 实验结果和讨论
        3.3.1 结构表征
        3.3.2 样品的磁性与介电性
        3.3.3 磁场对磁介电系数、磁电阻系数、磁致伸缩系数的影响
        3.3.4 磁介电效应磁滞现象的物理机制
    3.4 本章小结
第四章 (1-x)(Ba_(0.88)Ca_(0.12))(Ti_(0.88)Zr_(0.12))O_3-xCoFe_2O_4系列复合材料磁介电效应的研究
    4.1 引言
    4.2 (1-x)(Ba_(0.88)Ca_(0.12))(Ti_(0.88)Zr_(0.12))O_3-xCoFe_2O_4样品制备和实验方法
        4.2.1 样品的制备
        4.2.2 样品表征方法
    4.3 实验结果和讨论
        4.3.1 结构表征
        4.3.2 样品的磁性与介电性
        4.3.3 磁场对磁电阻系数、磁介电系数、磁介电损耗系数的影响
        4.3.4 (1-x)(Ba_(0.88)Ca_(0.12))(Ti_(0.88)Zr_(0.12))O_3-xCoFe_2O_4系列复合材料磁介电效应的物理机制
    4.4 等效电路
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 论文的创新点
    5.3 后续工作的展望
参考文献
攻读博士期间发表的论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]低温烧结CoFe2O4-（PZN-PZT）多铁复合材料磁电性能研究[J]. 范桂芬,徐星,王凯,吕文中,梁飞,金善龙.  无机材料学报. 2016(06)
[2]低温烧结制备(Ba0.9Ca0.1)(Zr0.15Ti0.85)O3无铅压电陶瓷[J]. 杨洁,刘佳,邓湘云,杨仁波.  功能材料. 2014(09)
[3]Ho0.5Pr0.5FeO3的磁性与巨磁介电效应[J]. 谢慧,袁淑娟,康保娟,鲁波,曹世勋,张金仓.  无机材料学报. 2014(01)
[4]锰取代LiZn铁氧体的磁性能和介电性能研究[J]. 王智锟,余忠,蒋晓娜,冉燕,兰中文.  磁性材料及器件. 2010(04)
[5]磁电效应研究进展[J]. 段纯刚.  物理学进展. 2009(03)
[6]磁电复合材料的研究现状及展望[J]. 李涛,贾利军,张怀武,殷水明,陈世钗.  电子元件与材料. 2009(04)
[7]宽温低损耗MnZn功率铁氧体的发展与研究[J]. 姬海宁,兰中文,余忠,李乐中.  材料导报. 2008(08)
[8]Ni54Al25Fe21-xCox合金的马氏体相变和磁性转变[J]. 罗丰华,陈嘉砚,及川胜成,石田清仁.  材料热处理学报. 2006(03)
[9]铁氧体磁性材料的研究现状与展望[J]. 刁春丽,娄广辉.  山东陶瓷. 2006(01)
[10]我国永磁及软磁铁氧体工艺技术的新进展[J]. 何水校.  磁性材料及器件. 2002(05)

博士论文
[1]多铁性材料的磁电效应研究[D]. 仲崇贵.苏州大学 2010



本文编号：3728435