充满型钨青铜陶瓷介电、铁电性质与ca_3co_2o_6磁性研究

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1、分类号学校代码密级博士学位论文充满型钨青铜陶瓷介电、铁电性质与磁性研究学位申请人：龚高尚学科专业：材料物理与化学指导教师：袁松柳教授答辩日期：年月日ADissertationSubmittedtoHuazhongUniversityofScienceandTechnologyfortheDegreeofDoctorofPhilosophyinEngineeringStudyonDielectric,FerroelectricPropertiesofFilledTungstenBronzeCeramicsandMagnetizationofCa3Co206Ph.D

2、.CandidateGongGaoshangMajorMaterialsPhysicsandChemistryPSupervisorrof.YuanSongliuHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到

3、本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名曰期：熔年月⋯曰学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密口，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密。请在以上方框内打“十’）学位论文作者签名：曰期年月曰华中科技大学博士学位论文摘要铁电材料特别是其组成部分的弛豫性铁电体已经在很多领域被广泛使用。但是应用中的铁电材

4、料或弛豫性铁电材料由于或多或少的缺点，难以满足当前应用的需要。尤其在我们实际生活中应用中的弛豫铁电材料，其多为铅基单晶或陶瓷，由于铅的毒性较大并且具有一定的挥发特性使用中给人体健康带来极大危害。同样，磁性材料也和人们现代生活的各个方面息息相关，如用于电脑硬盘、银行卡、省份证等。尤其对于一些特殊的磁性系统如自旋受挫的磁性系统不仅其独特的物理性质具有一定的潜在应用价值，同时其复杂的磁性相互作用导致其微观机理到目前仍然较为模糊，因此成为凝聚态物理的研究热点。本文中围绕充满型的锶基铌酸盐铁电材料和低维自旋受挫的展开了以下几方面工作：采用固相法合成了样品，并对其物相、介电

5、特征、铁电性质等进行了研究。实验结果证实位离子价位与位离子分布对充满型钨青铜材料低温弛豫性质具有重要影响；同时证实了材料的铁电转变温度受位离子价位与位离子分布影响较小。采用固相法制备了，并研究了其物相、形貌、介电特征、铁电性质等。结果证实了材料在室温以上具有较强的弛豫性铁电特征，同时材料表现出其他多种优越性质：（较高的击穿电压；（极低的漏电流；（较好的铁电性质。因此，我们的实验结果表明陶瓷具有极大的潜在应用价值，可以作为一种环境友好型材料替代当前应用的有毒的铅基材料。对于介电温度谱中弛豫峰的劈裂现象，通过使用变温拉曼光谱技术和变温铁电测量技术，我们证实了样品内部

6、极化微畴的翻转与极化微畴被打破分别为高温弛豫与低温弛豫的微观起因。采用固相法合成了成丨灿样品。并研究了其结构、介电、铁电等性能。通过与样品转变特征与各拟合得到的参数的对比，我们的结果证明了对于充满型钨青铜陶瓷，其相变特征和弛豫行为受位置阳离子的价位和华中科技大学博士学位论文晶格中位的离子分布影响较小。极化与电流曲线测量证实了陶瓷的室温铁电性质。釆用固相法合成了多种组分的，陶瓷样品。并研究了其结构、介电、铁电性质等。证实所有样品室温以上都存在弛豫性铁电性质。随着位离子含量的逐渐增加，样品的转变温度往室温方向偏移，介电常数最大值温度丁减小且与值几乎呈线性关系。因此我

7、们的实验结果表明可以根据实际应用的需要温度，通过合理控制位离子与离子含量比例，得到转变温度可控的弛豫性铁电陶瓷，因而有一定的实际应用参考价值。合成了样品。我们首次观测到在其零场冷却测量的曲线中，随着磁场的增加附近的自旋冻结峰劈裂为两个峰，并且两个自旋冻结峰均随磁场增加向低温方向移动。表明样品受挫的自旋链中可能存在两种不同特征磁关联长度的短程铁磁有序。基于这种分析，我们提出了一种可能的机制成功的解释了样品磁滞回线曲线中出现的磁性台阶行为以及不同磁场扫描速率下磁滞回线曲线中弛豫符号的改变现象采用固相法合成了多种组分的，样品，并研究了样品磁性随掺杂的离子含量的变化。随

8、着离子的引入，导致：（低