本文主要研究内容
作者王敏（2019）在《掺杂BaFe12-xMxO19（M=Zr/Ti/Nb）陶瓷的制备、电磁性能及低电场介电可调性研究》一文中研究指出：随着电子信息技术的飞速发展,电子器件越来越向着小型化和多功能化的方向发展。研究者试图从材料本身出发以适应科学技术的发展和满足市场的需要。具有优异的介电、介电可调特性、磁性能的材料在可调器件、电、磁元器件中具有广泛的应用市场和前景。本论文以M型钡铁氧体BaFe12019为研究对象,系统研究了其制备、结构与性能调控,并探索了其高介、极低调制电场下的高介电可调性及高饱和磁化强度的机理。具体研究内容及主要结论如下:(1)通过溶胶-凝胶法制备了锆掺杂钡铁氧体陶瓷BaFe12-xZrxO19(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)。Zr4+成功取代了 Fe3+形成了掺杂钡铁氧体陶瓷。在掺杂范围x≤0.1内,体系内产生Fe2+和氧空位;在掺杂范围x>0.1内,体系内消耗氧空位和Fe2+;Fe2+在临界Zr4+取代量x=0.1下达到极大值。Zr4+掺杂产生的Fe2+和Fe3+之间极有可能形成缺陷偶极子对。Fe2+的含量越多,缺陷偶极子的形成量越高。(2)基于缺陷偶极子和非均匀电导的叠加贡献,锆掺杂钡铁氧体陶瓷在数十兆赫兹范围内的介电常数达到30k左右,实现了在宽频范围内的巨介电响应。此外,基于缺陷偶极子的介电弛豫激活能低至0.245 eV,表明缺陷偶极子的极化状态在很低的能量驱动下就可被轻易改变。(3)锆掺杂体系的超低电场下的介电可调特性来源于电子跃迁型偶极子的响应,而并非电导或肖特基结电容对样品的介电可调性的影响。基于电子跃迁的缺陷偶极子的转向贡献、高浓度Fe2+的增强以及转向后偶极矩和极化率的降低贡献了超低电场驱动的介电可调特性。在超低电场20V/cm的作用下,介电调谐率达到了 60%以上。在25 V/cm的作用下,直流能量损耗功率低至4.3×10-2 J/Cm3·s,仅为典型的AB03体系能量损耗的1/50～1/1000。(4)对于所有锆掺杂或者未掺杂的钡铁氧体陶瓷来说,体系内本征的Fe2+产于自旋向下的4f2位以及非磁性Zr4+占据4f1位共同作用使得饱和磁化强度(Ms)提高了约17%。此外,非磁性Zr4+掺杂使得铁氧体的磁性软化,各向异性场和矫顽力减小。(5)制备了钛/铌掺杂的钡铁氧体陶瓷BaFe12-xTixO19(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8)和BaFe12-xNbx019(x=0,0.1,0.2),发现 Ti4+/Nb5+取代了 Fe3+形成 了单相掺杂钡铁氧体陶瓷。Ti4+对Fe3+高取代量使得体系内产生Fe2+;Nb5+对Fe3+的低取代量使得体系内产生Fe2+,且Fe2+的含量在x=0.1时达到极大值。钛、铌掺杂体系同样表现出宽频巨介电响应。此外,在钛掺杂体系,在超低电场20V/cm的作用下,介电调谐率约为30%;在铌掺杂体系,在超低电场<40 V/cm的作用下,介电调谐率约为47%。此外,钛体系内4f2位Ti4+取代和Fe2+的产生的共同作用使得Ms提高了约33.3%,而铌体系内Nb5+自旋向下位取代使得Ms提高了 21.7%,非磁性钛或铌掺杂对钡铁氧体的磁性产生了软化作用。
Abstract
sui zhao dian zi xin xi ji shu de fei su fa zhan ,dian zi qi jian yue lai yue xiang zhao xiao xing hua he duo gong neng hua de fang xiang fa zhan 。yan jiu zhe shi tu cong cai liao ben shen chu fa yi kuo ying ke xue ji shu de fa zhan he man zu shi chang de xu yao 。ju you you yi de jie dian 、jie dian ke diao te xing 、ci xing neng de cai liao zai ke diao qi jian 、dian 、ci yuan qi jian zhong ju you an fan de ying yong shi chang he qian jing 。ben lun wen yi Mxing bei tie yang ti BaFe12019wei yan jiu dui xiang ,ji tong yan jiu le ji zhi bei 、jie gou yu xing neng diao kong ,bing tan suo le ji gao jie 、ji di diao zhi dian chang xia de gao jie dian ke diao xing ji gao bao he ci hua jiang du de ji li 。ju ti yan jiu nei rong ji zhu yao jie lun ru xia :(1)tong guo rong jiao -ning jiao fa zhi bei le gao can za bei tie yang ti tao ci BaFe12-xZrxO19(x=0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)。Zr4+cheng gong qu dai le Fe3+xing cheng le can za bei tie yang ti tao ci 。zai can za fan wei x≤0.1nei ,ti ji nei chan sheng Fe2+he yang kong wei ;zai can za fan wei x>0.1nei ,ti ji nei xiao hao yang kong wei he Fe2+;Fe2+zai lin jie Zr4+qu dai liang x=0.1xia da dao ji da zhi 。Zr4+can za chan sheng de Fe2+he Fe3+zhi jian ji you ke neng xing cheng que xian ou ji zi dui 。Fe2+de han liang yue duo ,que xian ou ji zi de xing cheng liang yue gao 。(2)ji yu que xian ou ji zi he fei jun yun dian dao de die jia gong suo ,gao can za bei tie yang ti tao ci zai shu shi zhao he ci fan wei nei de jie dian chang shu da dao 30kzuo you ,shi xian le zai kuan pin fan wei nei de ju jie dian xiang ying 。ci wai ,ji yu que xian ou ji zi de jie dian chi yu ji huo neng di zhi 0.245 eV,biao ming que xian ou ji zi de ji hua zhuang tai zai hen di de neng liang qu dong xia jiu ke bei qing yi gai bian 。(3)gao can za ti ji de chao di dian chang xia de jie dian ke diao te xing lai yuan yu dian zi yue qian xing ou ji zi de xiang ying ,er bing fei dian dao huo xiao te ji jie dian rong dui yang pin de jie dian ke diao xing de ying xiang 。ji yu dian zi yue qian de que xian ou ji zi de zhuai xiang gong suo 、gao nong du Fe2+de zeng jiang yi ji zhuai xiang hou ou ji ju he ji hua lv de jiang di gong suo le chao di dian chang qu dong de jie dian ke diao te xing 。zai chao di dian chang 20V/cmde zuo yong xia ,jie dian diao xie lv da dao le 60%yi shang 。zai 25 V/cmde zuo yong xia ,zhi liu neng liang sun hao gong lv di zhi 4.3×10-2 J/Cm3·s,jin wei dian xing de AB03ti ji neng liang sun hao de 1/50～1/1000。(4)dui yu suo you gao can za huo zhe wei can za de bei tie yang ti tao ci lai shui ,ti ji nei ben zheng de Fe2+chan yu zi xuan xiang xia de 4f2wei yi ji fei ci xing Zr4+zhan ju 4f1wei gong tong zuo yong shi de bao he ci hua jiang du (Ms)di gao le yao 17%。ci wai ,fei ci xing Zr4+can za shi de tie yang ti de ci xing ruan hua ,ge xiang yi xing chang he jiao wan li jian xiao 。(5)zhi bei le tai /ni can za de bei tie yang ti tao ci BaFe12-xTixO19(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8)he BaFe12-xNbx019(x=0,0.1,0.2),fa xian Ti4+/Nb5+qu dai le Fe3+xing cheng le chan xiang can za bei tie yang ti tao ci 。Ti4+dui Fe3+gao qu dai liang shi de ti ji nei chan sheng Fe2+;Nb5+dui Fe3+de di qu dai liang shi de ti ji nei chan sheng Fe2+,ju Fe2+de han liang zai x=0.1shi da dao ji da zhi 。tai 、ni can za ti ji tong yang biao xian chu kuan pin ju jie dian xiang ying 。ci wai ,zai tai can za ti ji ,zai chao di dian chang 20V/cmde zuo yong xia ,jie dian diao xie lv yao wei 30%;zai ni can za ti ji ,zai chao di dian chang <40 V/cmde zuo yong xia ,jie dian diao xie lv yao wei 47%。ci wai ,tai ti ji nei 4f2wei Ti4+qu dai he Fe2+de chan sheng de gong tong zuo yong shi de Msdi gao le yao 33.3%,er ni ti ji nei Nb5+zi xuan xiang xia wei qu dai shi de Msdi gao le 21.7%,fei ci xing tai huo ni can za dui bei tie yang ti de ci xing chan sheng le ruan hua zuo yong 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自浙江大学的王敏，发表于刊物浙江大学2019-04-15论文，是一篇关于钡铁氧体论文,铌掺杂论文,介电性能论文,介电可调性能论文,磁性能论文,浙江大学2019-04-15论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自浙江大学2019-04-15论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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