多铁性

摘要： 多铁材料在新型器件领域的应用非常广泛,其研究已成为当今材料研究领域的热点之一。钛酸钡(BaTiO_(3),BTO)在室温下具有较强的铁电性、高介电常数和电光特性等丰富的物理性能,吸引了科研人员对其进行多铁化的研究。本工作通过固相烧结法制备BTO和BaTi_(0.94)(TM_(1/2)Nb_(1/2))_(0.06)O_(3)(TM=Mn/Ni/Co)陶瓷,系统研究了B位共掺杂对陶瓷的生长特性与电学、磁学和光学方面的影响。实验结果表明:掺杂有效抑制了六方相的产生,样品晶体结构由四方相向立方相转变,不同元素离子半径的差异使得相变的程度有所不同。通过拉曼散射发现BTO基陶瓷四方相的特征峰变弱,进一步证明了共掺杂导致四方相减少。介电温谱表明BaTi_(0.94)(TM_(1/2)Nb_(1/2))_(0.06)O_(3)的居里温度(TC)也较BTO有大幅度降低,同时样品的铁电性虽然也明显削弱,但是还保持有较好的铁电性,这些都和晶体结构的相变程度密切相关。磁性测试结果表明:在三组共掺组分中,Ni-Nb共掺杂具有最好的室温铁磁性,铁磁性的形成机制可以通过F中心交换(F-center exchange,FCE)理论来解释。与BTO相比,BaTi_(0.94)(TM_(1/2)Nb_(1/2))_(0.06)O_(3)的带隙明显减小,这主要是因为掺杂产生杂质能级使带隙减小,与能带理论吻合。上述结果表明:通过B位共掺杂可以获得室温下铁电性与铁磁性共存的BTO基多铁陶瓷,有望在多铁性功能器件中获得更广泛的应用。

摘要： 采用溶胶凝胶法合成了具有莫来石结构的单相Bi_(2)Fe_(3)AlO_(9)多铁性陶瓷材料,并对其结构、磁性和磁介电效应展开实验研究。与母相Bi_(2)Fe_(4)AlO_(9)相比,由于Bi_(2)Fe_(3)AlO_(9)中的非磁性离子掺杂破坏了原有的自旋失措结构,因此,在温度为70 K附近,样品出现1个亚铁磁转变;当温度进一步降低到24 K时,样品表现出类自旋玻璃相。温度为247 K时,样品的介温曲线出现1个介电峰,其特征温度与频率无明显依赖关系;随着外加磁场的增大,介电特征峰强度增大,特征温度向高温移动,表现出磁介电效应。在特征温度附近表现出正磁介电效应,而在其它温度区间则表现出负磁介电效应。

摘要： 采用固相烧结法制备了0.7 Bi_(0.85)Nd_(0.15)Fe_(1-x)AlxO_(3)-0.3 BaTiO_(3)(x=0,0.01,0.03,0.05,0.07)陶瓷材料,系统研究了Al元素掺杂对陶瓷的晶体结构、微观形貌以及多铁性的影响。X射线衍射结果表明Al掺杂有效抑制了体系中杂相的产生,陶瓷的晶体结构菱方结构(R3c)结构。晶粒尺寸随着掺杂量的增加而略微增大,未掺杂样品平均晶粒尺寸约为1.0μm,随着Al含量增加逐渐增大到1.5μm。此外,Al掺杂能有效抑制陶瓷中的Fe^(2+)离子产生,减少氧空位的存在,使得掺杂后的陶瓷材料铁电性能得到了明显改善。实验结果表明,适量掺杂能够提升材料的剩余极化强度。适量掺杂Al元素以后,体系的漏电流密度降低了,达到了1.2×10^(-9)A/cm^(2)。

摘要： 采用固相烧结法制备了0.7 Bi0.85Nd0.15Fe1-xAlxO3-0.3 BaTiO3(x=0,0.01,0.03,0.05,0.07)陶瓷材料,系统研究了Al元素掺杂对陶瓷的晶体结构、微观形貌以及多铁性的影响.X射线衍射结果表明Al掺杂有效抑制了体系中杂相的产生,陶瓷的晶体结构菱方结构(R3c)结构.晶粒尺寸随着掺杂量的增加而略微增大,未掺杂样品平均晶粒尺寸约为1.0μm,随着Al含量增加逐渐增大到1.5μm.此外,Al掺杂能有效抑制陶瓷中的Fe2+离子产生,减少氧空位的存在,使得掺杂后的陶瓷材料铁电性能得到了明显改善.实验结果表明,适量掺杂能够提升材料的剩余极化强度.适量掺杂Al元素以后,体系的漏电流密度降低了,达到了1.2×10-9A/cm2.

摘要： 金属甲酸铵是金属-有机骨架材料中独特的一类.它们可在温度、压力等维度上发生结构相变和电、磁相变,并表现出与之相关的性质和功能,如介电/铁电/反铁电性、磁性、多铁性、负热膨胀、负压缩、键重排、机械性质等, 10余年以来引起国内外许多研究者的极大关注.本文介绍本课题组在八面体金属离子构成的金属甲酸铵材料方面的研究进展,以及部分其他研究者的相关重要研究成果,并展望了该领域未来的发展.

摘要： 以固相合成法制备了铁酸铋(BiFeO3,简称BFO)掺杂的铌铟酸铅-铌镁酸铅-钛酸铅(Pb(In1/2Nb1/2)O3-Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3,简称PIN-PMN-PT)多铁性陶瓷材料,X射线衍射(XRD)测试结果表明:样品具有钙钛矿结构,电滞回线显示其铁电性良好,剩余极化值(Pr)可达18μC·cm-2.由于BiFeO3掺杂后,样品电矩减小,氧空位增多,使其铁电畴翻转困难,样品的电性能略有下降,但是其磁性能随BiFeO3掺入量的增加而逐渐增强,且样品居里温度(Tm)为200°C左右.该材料在电磁学领域有望成为具有应用前景的多铁性材料.

摘要： 以固相合成法制备了铁酸铋(BiFeO_(3),简称BFO)掺杂的铌铟酸铅-铌镁酸铅-钛酸铅(Pb(In_(1/2)Nb_(1/2))O_(3)-Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_(3)-PbTiO_(3),简称PIN-PMN-PT)多铁性陶瓷材料,X射线衍射(XRD)测试结果表明:样品具有钙钛矿结构,电滞回线显示其铁电性良好,剩余极化值(Pr)可达18μC·cm^(-2).由于BiFeO_(3)掺杂后,样品电矩减小,氧空位增多,使其铁电畴翻转困难,样品的电性能略有下降,但是其磁性能随BiFeO_(3)掺入量的增加而逐渐增强,且样品居里温度(Tm)为200°C左右.该材料在电磁学领域有望成为具有应用前景的多铁性材料.

摘要： 磁电耦合效应是百年铁电领域中新兴的科学话题和前沿难点.包含两种及以上铁性序的多铁性材料则是追求本征强磁电耦合的理想体系,其展现了丰富的物理性质,蕴含着很高的应用潜力.作为关联电子大家庭的一个分支,多铁性材料体系也涉及电荷、自旋、轨道,以及晶格多重自由度.但过往的磁电耦合研究对自旋与晶格自由度关注最多,却往往忽略了其中的电荷自由度.实际上,电荷自由度可以在磁电耦合中扮演重要的媒介作用.本文将介绍异质结中的铁电场效应和单相多铁性材料中的电荷序所涉及的磁电耦合物理机制,以及回顾作者近年来在此方向上的若干尝试,希望能为本领域的研究者提供一些参考.

摘要： 凝聚态物理学往往为对称性所支配。自发对称性破缺将导致相变,而且许多可观测量或物理现象都与破缺的对称性有关,如铁电极化、铁磁磁化、旋光性(包括法拉第旋转和磁光克尔旋转)、二次谐波发生、光伏效应、非互易性、霍尔效应型输运以及多铁性。在这里,我们提出以下观点:从对称性破缺的角度来看,当构成量(如自旋排列、晶格畸变,或处于外场以及其他环境中等)或测量方式(如光学探测,或处于不同极性态中电子和其它粒子探测,或对体极化[磁化]等的测量)遵循对称操作相似(symmetry operational similarity,SOS)原理时,我们便可以观测到某些特定的物理现象。这种SOS原理提供了一种在复杂材料中用简洁而清晰的物理图像描述非直观物理现象的途径。反之,也可以用于甄别具有潜在需求特性的新材料,或发现已知材料中新的物理现象。

摘要： Ca3Co2-xMnxO6(x≈1, CCMO)是一种磁致多铁性材料。Co2+和Mn4+自旋具有较强的磁晶各向异性，类似于 Ising自旋，且在低温下形成↑↑↓↓为周期单元(E型)的反铁磁结构。本文通过构建双离子Ising自旋链模型，引入次近邻交换失措，采用蒙特卡洛模拟来研究CCMO体系。通过比较能量的方法，得到大致的零温相图，找到了存在E型反铁磁的区域。并通过蒙特卡洛模拟，确认了体系存在E型反铁磁结构。根据比热和自旋结构因子结果，模拟找到了两个相变温度，可能对应实验中的两次相变。蒙特卡洛模拟还发现，在G型反铁磁与E型反铁磁序边界处存在临界相变现象。在相边界处，有限温下E型反铁磁结构的周期变成了连续变化的非公度调制。可能正是这种一维Ising链的低维特性加上交换失措效应，导致了实验上观测到的x=1时E型反铁磁失稳的现象。

摘要： 本文采用脉冲激光沉积和离子束溅射方法制备了无铅多铁性FeBSi／BaTiO3复合薄膜。室温X射线衍射和拉曼散射表明BaTiO3以四方结构存在，FeBSi是非晶态，并且在复合薄膜中未观察到其它衍射峰的存在，表明二者之间未发生化学反应。在断面扫描电子显微镜图中清晰地观察到了上面FeBSi层与下面BaTiO3层及基底之间的界面，表明薄膜是以2-2型结构复合。复合薄膜表现出了显著的室温铁电性及铁磁性，并且在高温磁矩随温度的变化曲线中观察到因BaTiO3的顺电-铁电转变引起的磁化强度的突变，说明二者之间存在一定的耦合。在文献中尚未见到此种复合多铁性材料的报道，其为多功能材料的应用提供了新的途径。

摘要： 用固相烧结工艺，以金属氧化物为原料，先制备3层钙钛矿铁电材料Bi4Ti3O12(BTO)和Bi3.25La0.75Ti3O12(BLT)粉末，再按化学配比加入Fe2O3，CO2O3和Bi2O3制备4层钙钛矿多铁材料Bi5Fe0.5Co0.5Ti3O15(BFCT)和Bi4.25La0.75Fe0.5Co0.5Ti3O15(BLFCT)陶瓷样品.样品的XRD结果显示，BFCT和BLFCT为4层钙钛矿结构陶瓷：室温下样品表现出铁电和铁磁性，在测量电场150 kV／cm时，样品的剩余极化(2pr)别为4.1 μC／cm2和11.6μC／cm2;样品的剩余磁化率(2Mr)分别为7.8 memu／g和49.7 memu／g;变温磁性测量结果显示BFCT和BLFCT样品的铁磁-顺磁相变温度分别为～345°C和～210°C.

摘要： 本发明的第1形态的不锈钢含有：C：0.001～0.02％、N：0.001～0.02％、Si：0.01～0.5％、Mn：0.05～0.5％、P：0.04％以下、S：0.01％以下、Ni：大于3％但小于等于5％、Cr：11～26％，并进一步含有Ti：0.01～0.5％和Nb：0.02～0.6％中的一种或二种，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成。本发明的第2形态的铁素体系不锈钢满足与第1、3形态不同的合金组成，并且满足(A)式即Cr+3Mo+6Ni≥23和(B)式即Al/Nb≥10，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成。本发明的第3形态的铁素体系不锈钢满足与第1、2形态不同的合金组成，并且按照Sn：0.005～2％、Sb：0.005～1％的范围含有Sn、Sb中的一种或二种，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成。

摘要： 本发明的铁素体系不锈钢板的一个形态为以质量％计含有C：0.03％以下、N：0.05％以下、Si：1％以下、Mn：1.2％以下、Cr：14％以上且28％以下、Nb：8(C+N)以上且0.8％以下及Al：0.1％以下，剩余部分包含Fe及不可避免的杂质，并且在表面上形成有满足式1的覆膜，其中，df表示覆膜的厚度(nm)、Crf表示覆膜中的Cr阳离子分率、Sif表示覆膜中的Si阳离子分率、Alf表示覆膜中的Al阳离子分率。df×Crf+5(Sif+3Alf)≤2.0(式1)。

摘要： 本发明涉及耐磨性铁基烧结合金的制造方法和耐磨性铁基烧结合金。由混合粉末压粉成形出成形体，一边使来自纯铁粉末的组织相变为铁素体组织和珠光体组织的混合组织，使来自铁合金粉末的组织相变为马氏体组织，一边对成形体进行烧结，在将混合粉末整体设为100质量％时，在所述混合粉末中，铁合金粉末为15～40质量％，铜粉末为1.2～1.8质量％，石墨粉末为0.5～1.0质量％，余量为纯铁粉末，在将铁合金粉末整体设为100质量％时，铁合金粉末包含Cr：2.5～3.5质量％、Mo：0.4～0.6质量％，余量包含Fe以及不可避免的杂质。

摘要： 本发明的铁素体系不锈钢板的特征在于，以质量％计含有C：0.02％以下、Si：0.15％以下、Mn：0.3～1％、P：0.04％以下、S：0.003％以下、Cr：20～25％、Mo：0.5～2％、Al：0.1％以下、N：0.02％以下、Nb：0.001～0.5％，剩余部分包含Fe及不可避免的杂质，且满足式(1)。2.5＜Mn/(Si+Al)＜8.0 (1)其中，在式(1)中，Mn、Si、Al表示各个元素的含量(质量％)。

摘要： 本发明的第1形态的不锈钢含有：C：0.001～0.02％、N：0.001～0.02％、Si：0.01～0.5％、Mn：0.05～0.5％、P： 0.04％以下、S： 0.01％以下、Ni：大于3％但小于等于5％、Cr：11～26％，并进一步含有Ti：0.01～0.5％和Nb：0.02～0.6％中的一种或二种，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成。本发明的第2形态的铁素体系不锈钢满足与第1、3形态不同的合金组成，并且满足(A)式即Cr+3Mo+6Ni≥23和(B)式即Al/Nb≥10，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成。本发明的第3形态的铁素体系不锈钢满足与第1、2形态不同的合金组成，并且按照Sn：0.005～2％、Sb：0.005～1％的范围含有Sn、Sb中的一种或二种，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成。

摘要： 本发明的铁素体系不锈钢板的一个形态为以质量％计含有C：0.03％以下、N：0.05％以下、Si：1％以下、Mn：1.2％以下、Cr：14％以上且28％以下、Nb：8(C+N)以上且0.8％以下及Al：0.1％以下，剩余部分包含Fe及不可避免的杂质，并且在表面上形成有满足式1的覆膜，其中，df表示覆膜的厚度(nm)、Crf表示覆膜中的Cr阳离子分率、Sif表示覆膜中的Si阳离子分率、Alf表示覆膜中的Al阳离子分率。df×Crf+5(Sif+3Alf)≤2.0？？？？？？？？(式1)。

摘要： 本发明涉及耐磨性铁基烧结合金的制造方法和耐磨性铁基烧结合金。由混合粉末压粉成形出成形体，一边使来自纯铁粉末的组织相变为铁素体组织和珠光体组织的混合组织，使来自铁合金粉末的组织相变为马氏体组织，一边对成形体进行烧结，在将混合粉末整体设为100质量％时，在所述混合粉末中，铁合金粉末为15～40质量％，铜粉末为1.2～1.8质量％，石墨粉末为0.5～1.0质量％，余量为纯铁粉末，在将铁合金粉末整体设为100质量％时，铁合金粉末包含Cr：2.5～3.5质量％、Mo：0.4～0.6质量％，余量包含Fe以及不可避免的杂质。

摘要： 本发明的铁素体系不锈钢板的特征在于，以质量％计含有C：0.02％以下、Si：0.15％以下、Mn：0.3～1％、P：0.04％以下、S：0.003％以下、Cr：20～25％、Mo：0.5～2％、Al：0.1％以下、N：0.02％以下、Nb：0.001～0.5％，剩余部分包含Fe及不可避免的杂质，且满足式(1)。2.5＜Mn/(Si+Al)＜8.0 (1)；其中，在式(1)中，Mn、Si、Al表示各个元素的含量(质量％)。

摘要： 室温高铁磁-铁电及高磁介电效应的多铁性陶瓷及其制备方法，涉及一种多铁性陶瓷及其制备方法。是要解决现有BiFeO3基固溶体多铁性陶瓷在室温下铁电性和铁磁性弱，磁介电效应较低的问题。多铁性陶瓷的化学式为(1-x)Ba0.70Ca0.30TiO3-xBiFeO3。方法：一、称取将原料；二、将原料混合，球磨，烘干，压块，得到待预烧压片；三、将待预烧压片预烧，得到预烧结压片；四、将预烧结压片粉碎，球磨，加入聚乙烯醇溶液粘合剂，研磨，过筛，压成待烧结薄片，排粘后，将薄片埋入相同组分的粉料中，烧结成瓷，将陶瓷块体打磨、抛光，即为室温高铁磁-铁电及高磁介电效应的多铁性陶瓷。本发明应用于多铁性材料领域。

摘要： 本发明公开了一种铁酸铋－铁酸锰复合多铁性陶瓷的制备方法，包括：（1）将铁酸铋粉末进行粉磨；（2）在铁酸铋粉末表面包覆二氧化锆胶体；（3）将铁酸锰粉末粉磨并与铁酸铋粉末按照化学计量比为（1-x）BiFeO