《多鐵性磁電複合材料的損耗協同效應及其套用》是依託電子科技大學,由何泓材擔任醒目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：多鐵性磁電複合材料的損耗協同效應及其套用
- 依託單位：電子科技大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：何泓材
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
多鐵性磁電複合材料同時具備鐵電、磁性及其耦合產生的磁電效應，成為人們關注焦點，但是對於磁電複合材料的電、磁損耗這一重要特性，卻少有系統專門的研究報導。本項目擬以不同顯微結構的陶瓷塊體和薄膜兩大類型多鐵性磁電複合材料的電、磁損耗為重點研究對象，研究介電損耗與磁損耗受材料組成、製備工藝參數與顯微結構的影響規律及其機制；通過設計與製備不同結構類型，包括層狀結構或者顆粒複合的陶瓷塊體或者薄膜材料，改變結構參數，測試其電、磁損耗特性，總結複合材料中兩種損耗相互關聯影響以及損耗頻譜調製的複合協同效應並探討其機理。最後在此基礎上，系統研究磁電複合材料的微波禁止和吸收特性，開發磁電材料在微波領域的套用。本項目將從材料電、磁損耗這一新的角度來研究磁電複合材料，為磁電複合效應的機理研究提供更加全面的實驗基礎，對於研究磁電複合材料的物理機制、微波套用以及推動磁電複合材料的發展都具有十分重要的意義。
結題摘要
多鐵性磁電複合材料同時具備鐵電、磁性及其磁電效應，成為關注焦點，但對磁電複合材料的電、磁損耗特性，卻少有系統專門的研究報導。本項目重點研究了不同顯微結構的塊體和薄膜磁電複合材料的電、磁特性，研究了材料電、磁特性受組成、工藝參數與顯微結構影響的規律及機制；通過製備不同結構類型，改變結構參數，測試其電、磁特性，總結複合材料中電、磁損耗等特性相互關聯影響的複合協同效應並探討其機理。最後在此基礎上，系統研究磁電複合材料的微波禁止和吸收特性，磁電材料在微波領域的套用。 具體而言，先後研究了PZT、Bi4Ti3O12等鐵電薄膜以及CoFe2O4(CFO)磁性薄膜的製備與性能，進而製備研究了PZT/CFO、BaTiO3/CFO等複合薄膜的電磁性能，在這些複合薄膜中觀察到了明顯的磁電耦合效應，卻沒有觀察到明顯的損耗協同效應。針對陶瓷材料，研究了BaFe12O19/BaTiO3兩相複合陶瓷材料，觀察到了明顯的磁電耦合效應，磁電係數達到27 mV/Oe，但是由於兩相陶瓷材料燒結工藝的不匹配，導致耦合效應較弱，也沒有觀察到明顯的損耗協同效應。為了解決共燒問題，製備了PVDF/BaFe12O19/BaTiO3三相複合材料，觀察到了隨成分變化的電、磁損耗及吸波性能，最小的反射損耗為-19.34dB。為了進一步提升複合材料的損耗，本項目又在鐵電、磁性複合材料基礎上加入了導電相石墨烯，製備了PVDF/BaFe12O19/石墨烯三相複合材料，獲得了更高的電、磁損耗。在此基礎上研究了石墨烯含量、鐵氧體粒徑及樣品厚度對材料反射損耗的影響，當RGO的加入重量比占PVDF/BFO的3.2%，鐵氧體粒徑為0.5-2μm，樣品厚度為2mm時，反射損耗在11.7GHz達到最小值-32.3dB，且小於-10dB的頻寬達到6.3GHz。 本項目通過上述研究，為磁電複合效應的機理研究提供了更加全面的實驗基礎，對於研究磁電複合材料的物理機制、微波套用以及推動磁電複合材料的發展都具有十分重要的意義。 通過4年的研究，基本完成原定研究內容及技術指標。發表SCI論文12篇，申請國家發明專利2項，授權1項，實用新型專利1項。參加國際會議3人次，培養碩士畢業生6名。
