掺杂铁酸铋多铁陶瓷的制备及性能的研究

发布时间：2022-02-23 02:50

　　多铁性材料（Multiferroics）是指同时具有两种或两种以上基本铁性的材料（铁电性、铁磁性或铁弹性）,各种铁性之间可以通过相互耦合协同作用,来实现更多维度的序参量之间的调节。如铁电有序和铁磁有序的共存及其相互间的耦合（磁电耦合效应）,即可通过外加电场来控制磁极化或者通过外加磁场来控制电极化的。这为新一代多功能材料的设计提供了额外的调控自由度,在信息存储器件,自旋电子器件,传感器等方面有广泛的应用前景。具有简单的菱形钙钛矿结构（属于R3c空间群）的BiFeO₃,其理论铁电极化强度高达90-100μC/cm²,是极少数在室温下同时具有铁电性和反铁磁性的单相多铁性材料。BiFeO₃由于在室温下具有较高的铁电居里温度（T_C=830℃）和反铁磁奈尔温度（T_N=370℃）及铁电、磁之间的耦合作用,成为了当前多铁材料研究的热点之一。然而,一方面由于Bi易挥发和Fe易变价等原因而难以制备得到纯相的BiFeO₃,使样品的漏电流大、电阻率低,导致难以测得形状良好的电滞回... 

【文章来源】：西南大学重庆市211工程院校教育部直属院校

【文章页数】：59 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 多铁性材料的基本概述
        1.2.1 铁电性
        1.2.2 铁磁性
    1.3 BiFeO_3的结构与基本性能
        1.3.1 BiFeO_3的结构
        1.3.2 BiFeO_3的多铁性
    1.4 BiFeO_3的掺杂改性
        1.4.1 A位、B位掺杂
        1.4.2 固溶体
    1.5 本论文的研究目的、意义及内容
        1.5.1 本论文的研究目的及意义
        1.5.2 本论文的研究内容
第2章 实验方法及原理
    2.1 引言
    2.2 样品的制备方法
        2.2.1 固相烧结法
        2.2.2 制备工艺流程
    2.3 样品的测试表征技术
        2.3.1 陶瓷的晶体结构表征(XRD)
        2.3.2 陶瓷的微观形貌表征(SEM)
        2.3.3 陶瓷的X射线光电子能谱表征(XPS)
        2.3.4 陶瓷的性能测试表征
    2.4 本章小结
第3章 Bi_(0.9)La_(0.1)Fe_(1-x)Te_xO_3(x=0,0.01,0.02,0.03)陶瓷结构和性能的研究
    3.1 引言
    3.2 Bi_(0.9)La_(0.1)Fe_(1-x)Te_xO_3 陶瓷样品的制备及表征
        3.2.1 陶瓷样品的原料与制备过程
        3.2.2 陶瓷样品的表征
    3.3 实验结果分析
        3.3.1 Bi_(0.9)La_(0.1)Fe_(1-x)Te_xO_3 陶瓷的X射线衍射分析(XRD)
        3.3.2 Bi_(0.9)La_(0.1)Fe_(1-x)Te_xO_3 陶瓷的电子扫描电镜分析(SEM)
        3.3.3 Bi_(0.9)La_(0.1)Fe_(1-x)Te_xO_3 陶瓷的X射线能谱分析(EDS)
        3.3.4 Bi_(0.9)La_(0.1)Fe_(1-x)Te_xO_3 陶瓷的X射线光电子能谱分析(XPS)
        3.3.5 Bi_(0.9)La_(0.1)Fe_(1-x)Te_xO_3 陶瓷的介电特性
        3.3.6 Bi_(0.9)La_(0.1)Fe_(1-x)Te_xO_3 陶瓷的铁电特性
        3.3.7 Bi_(0.9)La_(0.1)Fe_(1-x)Te_xO_3 陶瓷的漏电流分析
        3.3.8 Bi_(0.9)La_(0.1)Fe_(1-x)Te_xO_3 陶瓷的铁磁特性
    3.4 本章小结
第4章 0.7 Bi_(1-x)Gd_xFe_(0.95)Ga_(0.05)O_3-0.3BaTiO_3(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2)陶瓷结构和性能的研究
    4.1 引言
    4.2 0.7 Bi_(1-x)Gd_xFe_(0.95)Ga_(0.05)O_3-0.3BaTiO_3陶瓷样品的制备及表征
        4.2.1 陶瓷样品的原料与制备过程
        4.2.2 陶瓷样品的表征
    4.3 实验结果分析
        4.3.1 0.7 Bi_(1-x)Gd_xFe_(0.95)Ga_(0.05)O_3-0.3BaTiO_3陶瓷的X射线衍射分析(XRD)
        4.3.2 0.7 Bi_(1-x)Gd_xFe_(0.95)Ga_(0.05)O_3-0.3BaTiO_3陶瓷的电子扫描电镜分析(SEM)
        4.3.3 0.7 Bi_(1-x)Gd_xFe_(0.95)Ga_(0.05)O_3-0.3BaTiO_3陶瓷的X射线光电子能谱分析(XPS)
        4.3.4 0.7 Bi_(1-x)Gd_xFe_(0.95)Ga_(0.05)O_3-0.3BaTiO_3陶瓷的介电特性
        4.3.5 0.7 Bi_(1-x)Gd_xFe_(0.95)Ga_(0.05)O_3-0.3BaTiO_3陶瓷的漏电流分析
        4.3.6 0.7 Bi_(1-x)Gd_xFe_(0.95)Ga_(0.05)O_3-0.3BaTiO_3陶瓷的铁电特性
        4.3.7 0.7 Bi_(1-x)Gd_xFe_(0.95)Ga_(0.05)O_3-0.3BaTiO_3陶瓷的铁磁特性
    4.4 本章小结
第5章 全文总结
参考文献
攻读硕士学位期间的科研情况
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]Sm、Zr共掺杂对BiFeO3陶瓷结构、电性以及磁性的影响[J]. 赵浩婷,杨如霞,卢玉明,李冠男.  功能材料. 2019(01)
[2]Effect of Tb Doping on Structural and Electrical Properties of BiFeO3 Thin Films Prepared by Sol-Gel Technique[J]. Guohua Dong,Guoqiang Tan,Wenlong Liu,Ao Xia,Huijun Ren.  Journal of Materials Science & Technology. 2014(04)
[3]单相多铁性材料——极化和磁性序参量的耦合与调控[J]. 王克锋,刘俊明,王雨.  科学通报. 2008(10)
[4]Microstructure and properties of Ga-modified 0.7BiFeO3-0.3BaTiO3 solid solution[J]. LIU XiaoHui, XU Zhuo, QU ShaoBo, WEI XiaoYong & CHEN JiangLi Electronic Materials Research Laboratory, Key Laboratory of Ministry of Education, Xi’an Jiaotong University, Xi’an 710049, China.  Chinese Science Bulletin. 2007(20)
[5]铁电物理的近期发展[J]. 钟维烈.  物理. 1996(04)

博士论文
[1]铁酸铋高性能多铁陶瓷材料的制备与研究[D]. 谷艳红.武汉大学 2013
[2]铁酸铋系列多铁材料的制备及电性能研究[D]. 郑朝丹.华中科技大学 2009

硕士论文
[1]掺杂BiFeO3多铁性材料的结构性能与应用研究[D]. 卫微.南京航空航天大学 2013



本文编号：3640720