摻雜Mg-Mn-Zn的Ni-CoFe2O4-PbTiO3磁電復合材料的逆磁電耦合效應研究.pdf

1、本文用溶膠-凝膠法成功制備了0-3型CoFe2O4–PbTiO3、Co0.6Mg0.2Mn0.2Fe2O4–PbTiO3及 Ni0.6Zn0.4Fe1.6Mn0.4O4–PbTiO3系列磁電復合材料。采用X射線衍射分析技術（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）、振動樣品磁強計（VSM）、Aglient E4991阻抗分析儀、磁電耦合測試系統(tǒng)等測試方法研究了所制備樣品的結構、磁性、電性及逆磁電耦合效應。
　　XRD分析顯示xCoFe2

2、O4–(1-x)PbTiO3(x=0.3,0.4,0.5,0.6)樣品中存在鐵電與鐵磁兩種物相特征峰，SEM分析顯示鐵磁相 CoFe2O4粒子均勻分布在鐵電相PbTiO3的矩陣結構中，結構致密、氣孔較少。Aglient E4991阻抗分析儀測試表明高頻下樣品的磁導率和介電常數均隨著頻率的增加而增加。樣品的磁滯回線顯示0.4CoFe2O4-0.6PbTiO3表現出最低的矯頑力，所測樣品的飽和磁化強度隨著鐵電相 PTO的增加而減少。在偏置磁

3、場為300 Oe和正弦交流電場為3V/cm條件下，所測樣品逆磁電耦合系數均在共振頻率13KHz處出現峰值。0.4CoFe2O4-0.6PbTiO3樣品表現出最大的逆磁電耦合系數。
　　采用謝樂公式通過311峰的半寬高計算了Co0.6Mg0.2Mn0.2Fe2O4鐵磁相的晶粒尺寸，隨著磁電復合體中鐵磁相的增加，鐵磁相的晶粒尺寸先增大后減小。0.6Co0.6Mg0.2Mn0.2Fe2O4-0.4PbTiO3樣品晶粒尺寸取得最大值。隨著

4、鐵磁相的晶粒尺寸增加，電阻率增加，漏電流減少，使得逆磁電耦合效應增加。通過和xCoFe2O4–(1-x)PbTiO3(x=0.3,0.4,0.5,0.6)對比發(fā)現，用Mn、Mg取代CoFe2O4中的Co粒子，可以提高樣品的磁電耦合系數和電阻率。這是因為摻雜 Mn、Mg粒子可以降低樣品的磁晶各向異性，鐵磁相更容易磁化，有利于提高鐵磁相和鐵電相的機械耦合效應。Ni0.6Zn0.4Fe1.8Mn0.2O4的初始磁導率隨著溫度的升高而下降，在居