高密度纳米磁电复合材料制备(2)

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3.1.1 BaTiO3的TG-DSC分析 14

3.1.2 BaTiO3的XRD分析 15

3.2 CoFe2O4合成工艺研究 15

3.2.1 CoFe2O4的TG-DSC分析 15

3.2.2 CoFe2O4的XRD分析 16

3.3 不同复合方式CoFe2O4/BaTiO3复合材料的结构和性能 17

3.3.1 CoFe2O4(L)/BaTiO3复合材料的结构和性能 17

3.3.2 CoFe2O4(E)/BaTiO3复合材料的结构和性能 20

4 结论 23

致谢 24

参考文献 25

1 文献综述

1.1 磁电复合材料

多铁性材料[1-3](如铁电材料、铁磁材料等)是一类非常重要的先进功能材料，它是指同时存在铁磁性、铁电性、铁旋性和铁弹性[4-6]中的两种或两种以上性能的一类化合物。对于多铁性材料而言，在外加磁场下，不仅可以使材料产生自发磁化，而且可以诱导材料产生铁电性；同样在外加电场下，材料除了产生自发极化外，也可以产生铁磁性。基于多铁性材料的这些特殊性能，而且不同铁的基本性能之间的相互耦合作用而出现的磁电耦合效应[7-9]等新的现象，使得铁性材料的应用范围得到了大大拓展。目前国际上最感兴趣的多铁性材料就是同时具有铁磁性和铁电性的材料，而这两种铁性相互耦合所产生的磁电耦合效应引起了越来越多人的关注。

多铁性材料的研究历史大约有半个多世纪，科学家最初的目标是寻找或者合成一种材料使得这种材料在一定的温度条件下同时具有铁电序和铁磁序。但是，在实践中发现，允许铁电序和铁磁序同时参在的晶格点群其实是很少的，如果再把晶格中原了的电了排布、化学组成和磁性等因素都综合考虑进去，天然的多铁性材料其实非常稀有，白然界只有非常少数单相物质具备多铁性[1O]。目前常见的单相多铁性材料主要有铋类钙铁矿一和亚锰酸盐类钙铁矿[11]。但是大部分该类的单相复合材料的尼尔温度和居里温度比较低(一般在1OOK附近)，远远低于人们所期望的室温。此外，随着温度的升高，磁电效应降低的也很明显。到目前为止，单相多铁性材料的磁电祸合系数都很小，达不到应用的要求[12-16]。鉴于单相多铁性材料存在的不足，1972年飞利浦实验室的Van Suchtelen[17]等通过固相法将铁电体和铁磁体复合在一起，制备出具有磁电祸合效应的多铁性复合材料，该方法的提出为多铁性材料的制备开辟了新的途径。多铁性复合材料主要是由具有铁电性的铁电材料(如BaTiO3 ，CaTiO3 ，PbTiO3 ，CPZT)和铁磁性的铁磁材料(如CoFezO4，CCFO)复合而成的，多铁性复合材料的磁电祸合系数大约是在l 0V/(cm.Oe)左右，最大的甚至可以达到90V/(cm.Oe)[18]。但是多铁性复合薄膜的磁电祸合系数的值一般是低于复合材料和块体的，磁电祸合系数一般在2O~4O mV/(cm.Oe)之间[19-24]。

磁电复合材料就是同时具有铁电性和铁磁性的多铁性复合材料，是多铁性材料中最具有研究意义和使用价值的一类。也就是说，在一定温度下，磁电复合材料同时存在铁磁性(或亚铁磁性、反铁磁性)和铁电性(或反铁电性)这两种有序态。因为其内部的铁磁一铁电交叉产生磁电耦合效应，所以可以利用电场的变化改变材料的磁学性能或者利用磁场的变化改变材料的电极化性能。从而出现许多新的、有意义的物理现象。这样，原本仅仅具有单一功能的铁性材料相互关联和耦合起来，并且存在于一种材料之中，使材料可以在电场下具有磁有序，在磁场下具有电有序，这就为材料的设计增加了更多的白由度，从而使得材料向更小、更集成、更高效的方向发展。目前这种具有磁电祸合效应的材料已经成为国际上的研究热点，受到学术和工程领域的高度关注，有望在存储、无线电微波通信领域、宽波段磁探测、高压输电线路的电流测量以及多功能电了设备如感应器、传感器、转换器、过滤器、制动器、衰减器和场探针等方面得到越来越广泛的应用。纳米复合是在纳米尺度范围内的复合，这就造就了纳米复合材料的特殊性能。相比于块体磁电复合材料，纳米复合磁电材料具有一些独特的优越性。