《核殼CFO@PMN-PT多鐵複合材料的界面設計與製備》是依託哈爾濱工業大學，由王文擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：核殼CFO@PMN-PT多鐵複合材料的界面設計與製備
- 依託單位：哈爾濱工業大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王文
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
CoFe2O4/PbMg1/3Nb2/3-PbTiO3 (簡稱CFO/PMN-PT)體系中，PMN-PT具有優異的電致伸縮和壓電性能，CFO在鐵氧體中具有大的磁致伸縮係數，但二者組成的複合多鐵材料體系中激發出的電荷被界面損耗，進而顯著降低了磁電耦合效應。本課題組生長的CFO/PMN-PT雙層磁電複合薄膜面內磁電耦合係數為65.2mV/cmoOe。本申請中通過設計有效的納米結構核殼CFO/PMN-PT界面，使其在該複合材料和薄膜中擔當理想的應力傳遞介質，因此介電層可以顯著降低複合材料的導電性並有效地克服漏電。通過探尋可靠的保持納米結構核殼特徵的快速陶瓷材料燒結技術(SPS) 和薄膜快速熱處理技術，更進一步增強磁電耦合效應，此外該材料界面設計的實現也為深入理解磁電耦合效應中界面電荷與自旋感應的作用提供依據。
結題摘要
本文以0.68Pb(Mg1/3Nb2/3)O3–0.32PbTiO3(PMN–PT)和CoFe2O4(CFO)為研究對象，為了調控CFO/PMN-PT界面結合程度，提高磁電耦合性能，採用溶膠-凝膠法和脈衝雷射沉積製備了CFO/PMN-PT複合薄膜，結果表明層層複合時6C6P結構複合薄膜的正磁電係數最大；兩相的溶膠混合製備複合薄膜時，CFO與PMN-PT摩爾比為3:1時獲得最大正磁電係數，為2.7mV/cm Oe。 製備CFO/PMN-PT複合陶瓷時，分別採用三種方式製備複合粉體：第一種是固相法即將兩相顆粒混合製備複合粉體；第二種是將兩相的乾凝膠粉體混合合成複合粉體；第三種是將兩相的溶膠混合製備複合粉體。探索燒結工藝得到的最佳的包埋方式是PbZrO3粉體包埋，燒結溫度為1150℃時的複合陶瓷電學性能最好；組織結構觀察表明將兩相溶膠混合合成複合粉體製備的複合陶瓷中兩相顆粒分布最為均勻，對比三種複合方式製備的複合陶瓷的磁電耦合性能可知，總體上第三種方法製備的複合陶瓷磁電耦合效應較強；第一種方法製備的複合陶瓷磁電效應較弱；其中CFO摩爾含量x=0.1時，磁電電壓係數最大的是溶液法的陶瓷αE31=85.7μV/(cm•Oe)；x=0.2時，固相前驅體混合法的複合陶瓷磁電係數最大αE31=138μV/(cm•Oe)；x=0.3時，溶液法的陶瓷磁電係數最大αE31=253μV/ (cm•Oe)。 此外，採用直接包覆法即將水熱法製備的CFO粉體均勻分散到PMN-PT溶膠中，製備CFO@PMN-PT複合粉體和複合陶瓷。發現1100℃燒結的CFO@PMN-PT複合陶瓷緻密度最高，磁電耦合性能較強，x=0.5時αE31最大為491μV/(cm•Oe)。
