液相包裹法制备渗流型铁电铁磁复合材料及性能研究

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1、浙江大学硕士学位论文摘要随着电子工业和电子技术的飞速发展，器件小型化、多功能化的发展趋势使人们对集不同性能于一身的多功能材料产生了浓厚的兴趣。铁电／铁磁复合材料不仅同时具有电容和电感两种特性，而且由于电极化和磁化之间的耦合效应，出现单独组元所不具备的新性质，如磁电效应，因此受到了研究者的关注。但由于复合定律的限制，各单相的性能随着对应相含量的减少而降低，因此传统的铁电／铁磁复合材料还很难实现具有高介电常数的同时具有高的磁导率，这不利于真正实现器件的小型化．渗流理论为制备高介电常数铁电／铁磁复合材料的提供了很好的指导意义。将高电导率的铁磁相

2、与绝缘的铁电基体复合，复合材料的介电常数在渗流阈值处发生了显著增强．然而对于一般的渗流型铁电／铁磁复合材料，渗流阈值较低，复合材料的磁性能明显削弱，且在渗流阈值附近导电相(铁磁相)含量稍有波动时便会引起复合材料介电常数的急剧变化，这不利于在应用领域大批量制备时在渗流阈值附近得到性能稳定、可重复性的产品。本文通过液相包裹法在高电导率的Nio．5矾．5Fe204颗粒表面包裹一层BaTi03绝缘层。绝缘层的存在有效地阻止了导电相Nio．5砜．5Fe204之间的连通，从而使渗流域值出现在Nio．5‰．5Fe204含量较高的地方。因此，复合材料同时

3、具有高介电常数和优异磁性能。另外，由于低介电第三相BaFel2019的引入，导致渗流阈值附近的介电常数基本上不随Nio．5ZIlo．5Fe204含量变化而改变，介电常数保持在一个较稳定的范围。实验系统地研究了复相陶瓷的介电性能和磁性能，并分析了渗流型复合材料高介电常数现象的微观机理。实验利用自燃烧法制备Nio．5矾．5Fe204粉体。以硝酸盐和甘氨酸为原料，不需经过高温煅烧阶段即可直接合成Nio．5砜．5Fe204纳米粉。自燃烧后得到的N地矾．5Fe204粉体表现出很好的软磁性能。通过溶胶凝胶包裹法得到xN妣ZIlo．5Fe204／(1-

4、X)BaTi03复合粉体，在不同温度下烧结制备复相陶瓷。研究了烧结条件对陶瓷介电性能和磁性能的影响。研究结果表明，1300℃烧结得到的陶瓷样品介电常数的频率稳定性最好。当x<0．5时，复合体系与传统渗流型复合材料相似，介电常数随着x的增加呈指数性增长，Ⅳ浙江大学硕士学位论文而当x>0．5时，复相陶瓷低频下的介电常数基本上不随x变化而变化，稳定在10000左右，此时由于含有较多的镍锌铁氧体，复相陶瓷同时具有可观的磁性能．在介电分析中观察到类似于Debye型弛豫，且损耗峰对应的位置随着温度的升高往高频方向移动，对弛豫峰的拟合符合知TheIli

5、璐方程．实验发现M删e11．w起ner机制导致材料异常高的介电常数。当X_O．8时，复相陶瓷此时饱和磁化强度接近50emu／g，磁导率在20左右，1l(Hz下介电常数可高达10000，介电损耗低于0．5，低频下介电常数具有较好的温度和频率稳定性。该复合材料同时具有高介电常数和优异的磁性能，兼具介电损耗和磁损耗两种特性，有望在吸波材料等领域得到应用．实验尝试通过添加玻璃相来进一步降低复相陶瓷的介电损耗，研究结果表明熔融态的玻璃相包裹在陶瓷颗粒周围，可有效阻断铁氧体颗粒导电通道的形成，从而使得复相陶瓷的介电损耗下降．关键词：渗流效应，铁电／铁

6、磁复合材料，介电性能，磁性能，自燃烧法V浙江大学硕士学位论文ABSTRACTWmItherapiddeVelopmentofelec仃oIliciIlduSt哆锄dtechIlology'nIendstowarddcvice瑚inia：tulrizationhaveledt0increasediIlterest谊mllltif斑lctionalcomposites，sothatasiIl西edeVicecompon锄tc孤perfommoretllanonet勰k．Amongtllem，f．e盯0electric／fe玎oma掣letic

7、C0mpositcsarepaniculadyappealingnotoIdybecauSetlleypos∞ss吐lepropeniesofbomparentcompo岫d，buta1SobecauseinteractionS醅嘲啪mema髓eticandelectricpolaIizatioIlSmayleadt0novelf-吼ction猷“ies，such弱magneto-electricpropenies．However'it’sdi伍culttoobtaincompositcmaterial、)l，imbothgiamdiel

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