鐵鈮酸鋇-鐵氧體層狀磁電復合材料的制備及其性能研究.pdf

1、近年來，電子信息產(chǎn)業(yè)發(fā)生日新月異的變化，電子元器件的小型化與輕型化、環(huán)?；呀?jīng)成為必然趨勢，也因此小體積多功能化的電子材料引起人們持續(xù)的廣泛的關注。越來越多的學者將目光投向多功能性的電子集成材料，鐵電和鐵磁材料被廣泛地應用于電子信息產(chǎn)業(yè)，如何在電子的產(chǎn)業(yè)中利用鐵電相、鐵磁相的性能，制造出體積小、但是功能很全面的材料已經(jīng)是現(xiàn)在科研人員的研究側重點。單純的鐵電材料、鐵磁材料，它們的性能比較單一，具有多重性能的功能材料是無法通過單一的單相材料

2、獲得多種性能的。在這之后的科學研究中，學者們又陸陸續(xù)續(xù)的發(fā)現(xiàn)了許多的單相的磁電材料。單相的磁電材料是即擁有磁性能又擁有電性能的單相材料，但是大部分的單相的磁電材料是不能應用于我們的實際生產(chǎn)中的，這是由于單相的磁電材料具有低居里溫度，而且其要遠遠的低于室溫。在室溫下，單相的磁電材料是沒有磁電效應的，這也就表明了它的應用價值。在生產(chǎn)制備中，制備單相的磁電材料的工藝比較繁瑣，成本高，不適用于投入產(chǎn)業(yè)化的生產(chǎn)。由于單相的磁電復合材料的性能、制備

3、條件、成本等各個方面，都遜色于磁電復合材料，所以說，磁電復合材料也就越來越受到人們的重視。磁電復合材料是由鐵電材料和鐵磁材料通過一定的工藝方法和手段復合到一起，并得到集電學性能和磁性能于一身的材料，磁電復合材料相對于單相的磁電材料來說，其在性能上擁有更高的居里溫度。在復合的結構上進行劃分，磁電復合材料可以劃分為0-3型、2-2型、1-3型的磁電復合材料。其中2-2型的磁電復合材料指的是具有層狀結構的，利用鐵電相、鐵磁相進行相互交替的疊層

4、，進而形成層狀的結構，層狀結構的磁電復合材料利用其在結構和性能上的優(yōu)勢，在現(xiàn)有的研究領域得到廣泛的熱議。在本論文中，采用了2-2型的層狀結構制備方法，經(jīng)過高溫進行燒制，制得了2-2型的層狀的無鉛磁電復合材料。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴選擇固相法制備Ba(Fe0.5Nb0.5)O3/Bi0.2Y2.8Fe5O12(BFN/BYIG)層狀磁電復合材料，為三層結構，鐵磁相-鐵電相-鐵磁相。在制備BFN/BYIG的層狀磁電復合材料中，利

5、用SEM觀察材料的層界面，發(fā)現(xiàn)在其接觸層上并沒有太多的擴散現(xiàn)象，而且結構致密，氣孔等缺陷也少。而且 BFN/BYIG的層狀材料在100 Hz~1 MHz頻率下，介電常數(shù)比較大，但是介電損耗較低，展現(xiàn)出了良好的磁電性能。⑵采用流延法制備2-2型層狀結構的BFN/BYIG磁電復合材料。通過流延法制備的多層結構 BFN/BYIG復合材料相較于固相法制備的來說，結構更加致密，相與相之間的結合更加良好，通過掃面得到斷層掃描圖可以看到，致密性非常的

6、良好。相較于固相 BFN/BYIG磁電復合材料來說，介電常數(shù)更加高然而介電損耗反而更低，這也許是由于通過流延制備的層狀結構界面結合效果好，多層效果極化作用大，有利于界面極化等極化機制的產(chǎn)生。⑶選擇固相法制備Ba(Fe0.5Nb0.5)O3/Ni0.8Zn0.2Fe2O4(BFN/NZFO)層狀磁電復合材料，同樣是三層結構。三層磁電復合材料結構致密，并且兩相之間沒有擴散，沒有產(chǎn)生其余的第三相。2-2型層狀結構的BFN/NZFO介電常數(shù)更加

7、穩(wěn)定、相對更高然而介電損耗反而也低。而且在鐵磁相 NZFO的作用下，磁性能也有提高，NZFO的含量越多，飽和磁化強度也就更高、磁導率數(shù)值也愈大。⑷采用流延法制備2-2型層狀結構的BFN/NZFO磁電復合材料。在1300 oC的燒結溫度下，多層磁電復合材料的結構更加致密，相結合更加緊密，沒有孔洞。流延法制備的多層結構的材料介電常數(shù)更大然而介電損耗反而更低。多層結構與流延法制備的0-3型 BFN/NZFO對比，在介電常數(shù)、介電損耗方面都多層