类钙钛矿结构新型多铁性陶瓷的探索

发布时间：2018-03-13 18:11

  本文选题：多铁性　切入点：类钙钛矿结构　出处：《浙江大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：由于存在重要的理论研究意义和广阔的实际应用前景,近年来磁电多铁性材料受到了前所未有的广泛关注。其中类钙钛矿结构新型多铁性材料无疑是研究的热点之一。本课题首先选取具有钙铁石结构的Ca2FeAO5+δ(A=A1,Ga)体系陶瓷为研究对象,系统研究了其晶体结构、介电、磁学和磁介电性能,并深入分析其磁介电起源;同时选取具有Ruddlesden-Popper(R-P)层状钙钛矿结构的Ca3(Til.xMnx)2O7(x=0,0.05,0.1,0.15)体系陶瓷为研究对象,系统研究了其晶体结构、铁电性能及相变行为,并分析Mn4+置换对其晶体结构及铁电性的影响。Ca2FeAO5+δ(A=A1,Ga)体系陶瓷中,超化学计量比的氧使得部分Fe3+被氧化为Fe4+。同时,在Fe3+和Fe4+之间跃迁的空穴极化子,引起了两种样品中的介电弛豫现象。两种样品均为反铁磁材料,而Fe4+和Fe3+之间未完全抵消的磁矩造成了样品的微弱铁磁性。两种样品中均出现了室温巨磁介电现象,并且磁介电效应对弱磁场十分敏感。最大磁介电系数-31.7%为Ca2FeGaO5+δ陶瓷样品于10 MHz、1.4 T条件下获得。不同频率下磁介电效应的起源不同,相对较低频率下的磁介电效应是由非本征因素引起的,而相对较高频率下的磁介电效应是由本征因素引起的。本征磁介电效应起源于外加磁场对Fe3+和Fe4+之间的电荷波动的抑制。两种样品接近室温的反铁磁转变温度TN也使样品的磁介电效应得到进一步增强。Ca3(Ti1-xMnx)2O7(x=0,0.05,0.1,0.15)体系陶瓷的空间群为A21am,属于极性点群,其铁电性起源于a-a-c+氧八面体扭转。样品在室温下均出现了典型的电滞回线,同时矫顽场附近的电流峰也证明样品确实存在铁电性。最大的极化值为3.09μC/cm2,出现在Ca3Ti207中。随着Mn4+置换量x的增加,样品的极化值几乎呈线性下降。样品的DSC图谱中出现一级铁电相变的吸热和放热峰,并存在明显的热滞。随着Mn4+置换量x的增加,吸、放热峰的温度呈线性下降。
[Abstract]:Due to the existence of important theoretical significance and broad application prospects in recent years, multiferroic materials has attracted extensive attention. The hitherto unknown perovskite type multiferroic materials is one of the hotspots in the research. This paper first selects a brownmillerite node Ca2FeAO5+ delta structure (A=A1, Ga) system ceramics the research object, studied its crystal structure, dielectric, magnetic and magneto dielectric properties, and in-depth analysis of the magnetic dielectric origin; and selected with Ruddlesden-Popper (R-P) layered perovskite structure Ca3 (Til.xMnx) 2O7 (x=0,0.05,0.1,0.15) ceramic system as the research object, study its crystal structure and ferroelectric properties phase change behavior, and analyze the Mn4+ replacement effect on the crystal structure and ferroelectric properties of the.Ca2FeAO5+ Delta (A=A1, Ga) ceramics, chemical oxygen ratio measurement makes part of the oxidation of Fe3+ to Fe4+. at the same time, 鍦‵e3+鍜孎e4+涔嬮棿璺冭縼鐨勭┖绌存瀬鍖栧瓙,寮曡捣浜嗕袱绉嶆牱鍝佷腑鐨勪粙鐢靛紱璞�鐜拌保�

本文编号：1607553