Ni1-xZnxFe2O4-Sr1-xCaxTiO3復(fù)合陶瓷制備及性能研究.pdf

1、多鐵性材料是指具有兩種或兩種以上鐵的基本性能的材料。緒論主要綜述了多鐵性材料發(fā)展、分類及其研究現(xiàn)狀。其中，由于單相多鐵性材料較少，并且居里溫度低，無(wú)法滿足生產(chǎn)要求。復(fù)合多鐵性材料被越來(lái)越多的學(xué)者所研究。本文以Ni1-xZnxFe2O4和Sr1-xCaxTiO3作為鐵磁相、鐵電相來(lái)合成復(fù)合陶瓷材料，并對(duì)其物相、微觀形貌、介電性能、鐵電性能和磁性能進(jìn)行了研究。論文主要內(nèi)容如下:
　　1、在1260℃燒結(jié)3h得到致密性良好、顆粒分布均勻

2、（平均尺寸為2μm）的xNi0.5Zn0.5Fe2O4-(1-x)CaTiO3(0≤ x≤1.0)復(fù)合陶瓷。復(fù)合陶瓷在低頻范圍內(nèi)，隨頻率增加，介電常數(shù)和介電損耗均減小，在高頻范圍內(nèi)趨于穩(wěn)定。Ni0.5Zn0.5Fe2O4介電常數(shù)相對(duì)于CaTiO3更高，隨Ni0.5Zn0.5Fe2O4含量增加，復(fù)合陶瓷介電常數(shù)值增大;介電損耗減小。0.7Ni0.5Zn0.5Fe2O4-0.3 CaTiO3復(fù)合陶瓷具有鐵電性，但存在很大的漏電流。復(fù)合陶瓷具

3、有典型磁滯回線，并在外加磁場(chǎng)范圍達(dá)到飽和。復(fù)合陶瓷飽和磁化強(qiáng)度隨Ni0.5Zn0.5Fe2O4含量增加而增大，因?yàn)镃aTiO3為非磁性相，復(fù)合陶瓷磁性能都來(lái)自于Ni0.5Zn0.5Fe2O4。其中x=0.7時(shí)，復(fù)合陶瓷的飽和磁化強(qiáng)度和矯頑場(chǎng)分別為49.07 emu/g、6.8Oe。
　　2、通過(guò)傳統(tǒng)燒結(jié)和微波輔助燒結(jié)法分別在1230℃燒結(jié)3h和1275℃燒結(jié)30min得到顆粒分布均勻的xNiFe2O4-(1-x)SrTiO3(0.

4、1≤ x≤0.5)復(fù)合陶瓷。xNiFe2O4-xSrTiO3復(fù)合陶瓷介電常數(shù)隨頻率增加而不斷減小，并最終趨于穩(wěn)定;這與Koops唯象理論相一致。相比較而言，微波燒結(jié)得到的xNiFe2O4-xSrTiO3復(fù)合陶瓷介電常數(shù)和介電損耗都要高于傳統(tǒng)燒結(jié)得到的xNiFe2O4-xSrTiO3復(fù)合陶瓷。xNiFe2O4-(1-x)SrTiO3(0.1≤x≤0.5)復(fù)合陶瓷在外加電場(chǎng)范圍內(nèi)都擁有典型的電滯回線，說(shuō)明復(fù)合材料內(nèi)部鐵電有序。隨外加電場(chǎng)強(qiáng)度

5、增加，復(fù)合陶瓷自發(fā)極化強(qiáng)度、剩余極化強(qiáng)度和矯頑電場(chǎng)都相應(yīng)的增大。由此可知，復(fù)合陶瓷鐵電性受到外加電場(chǎng)強(qiáng)度影響。xNiFe2O4-(1-x)SrTiO3(0.1≤x≤0.5)復(fù)合陶瓷在外加磁場(chǎng)范圍都擁有典型的磁滯回線，且其飽和磁化強(qiáng)度隨NiFe2O4含量增加而增大;由于SrTiO3為非磁性相，因此樣品磁性能來(lái)自于NiFe2O4。燒結(jié)方法對(duì)其飽和磁化強(qiáng)度幾乎沒(méi)有影響。
　　3、在1200℃燒結(jié)3h獲得內(nèi)部顆粒均勻的Bi2O3摻雜0.5

6、NiFe2O4-0.5SrTiO3復(fù)合陶瓷。隨Bi2O3增加，復(fù)合陶瓷中BiFeO3含量增加。Bi2O3摻入使得復(fù)合陶瓷介電常數(shù)高于不摻雜的0.5NiFe2O4-0.5SrTiO3復(fù)合陶瓷。復(fù)合陶瓷在220℃左右出現(xiàn)峰值，Bi2O3摻入使得SrTiO3的鐵電居里溫度向高溫偏移。Bi2O3摻雜0.5NiFe2O4-0.5 SrTiO3復(fù)合陶瓷均具有典型的電滯回線，說(shuō)明復(fù)合陶瓷內(nèi)部鐵電有序。摻雜量為0.3％、0.5％、1％、3％時(shí)，自發(fā)極化