电泳沉积法制备BaTiO3/CoFe2O4多铁颗粒复合膜的研究

摘要

磁电材料是多铁体材料中的一种,因为其特有的磁电耦合机制,磁电材料有着非常广阔的应用前景。本论文就0-3颗粒复合型铁电/铁磁多铁性复合膜进行了一些研究,主要的研究内容和研究结果如下:
　　本文采用溶胶凝胶法成功制备出BaTiO3/CoFe2O4纳米复合粉体。研究了不同煅烧温度下复合粉体的合成,利用XRD和SEM对复合粉体的物相结构和形貌进行表征。结果表明,干溶胶在800℃下煅烧可形成纯的BaTiO3与CoFe2O4两相复合体系,颗粒平均粒径为100 nm。
　　为了制备出适合电泳沉积用的稳定悬浮液,采用沉降体积作为悬浮液稳定性表征手段,电导率作为悬浮液分散度的表征手段。研究了不同溶剂(水与有机溶剂)以及混合溶剂配方对复合粉体悬浮液稳定性的影响。结果表明,以体积比为1:1的乙醇/乙酰丙酮混合溶液为溶剂,超声振荡25 min,可以配置出BaTiO3/CoFe2O4复合纳米粉体的稳定悬浮液(沉降体积是0.6 cm3/0.4g,电导率是9μS/cm)。
　　采用电泳沉积法在Au/Al2O3基片上成功制备出了纳米BaTiO3/CoFe2O4磁电复合膜,研究了电场强度和沉积时间等条件对沉积工艺的影响,实验结果表明在一定范围之内,沉积时间、沉积电压以及悬浮液浓度都可以线性控制沉积量,基本上满足Hamaker方程。通过FESEM对不同温度下热处理后的BTO/CFO复合膜进行形貌分析,发现较高温度(1100℃)热处理下的沉积膜结构更加致密,晶粒生长更加完全。分别用铁电参数测试仪和震动样品磁强计测量复合膜的电滞回线和磁滞回线,测试结果表明电泳沉积工艺制备的BaTiO3/CoFe2O4磁电复合膜具有明显的铁电性能和优良的铁磁性能,能够满足磁电材料的要求。

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1 绪论

1.1 多铁材料概述

1.2 磁电效应机理

1.3 研究方向与制备方法

1.4 课题来源与研究内容

2 溶胶-凝胶法制备BaTiO3/CoFe2O4复合粉体

2.1 引言

2.2 BaTiO3的基本特性

2.3 CoFe2O4的基本特性

2.4 BaTiO3/CoFe2O4复合粉体制备

2.5 本章小结

3 BaTiO3/CoFe2O4复合粉体稳定悬浮液的研究

3.1 悬浮液中颗粒带电机制

3.2 悬浮液稳定机理

3.3 复合粉体稳定悬浮液的配置

3.4 本章小结

4 电泳沉积法制备BaTiO3/CoFe2O4复合膜

4.1 引言

4.2 电泳沉积机理

4.3 沉积动力学机制

4.4 BaTiO3/CoFe2O4复合膜的电泳沉积

4.5 形貌分析

4.6 铁电与铁磁性能表征

4.7 本章小结

5 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

致谢

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间发表的论文