bi5ti3feo15及ni cr掺杂的陶瓷制备及铁磁性能word格式论文.docxVIP

优秀毕业论文 精品参考文献资料 独 创 性 声 明 本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包 含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材 料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作 了明确的说明并表示了谢意。 签 名： 日 期： 学位论文使用授权书 本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定， 即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位 论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或 其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认 可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会 公众提供信息服务。 (必威体育官网网址的论文在解密后应遵守此规定) 研究生(签名)： 导师(签名)： 日期： (注：此页内容装订在论文扉页) 武汉理工大学硕士学位论文 摘 要 随着现代科技的发展进步，对多功能器件的要求越来越迫切，同时具备铁 电性和铁磁性的多铁性材料逐渐成为科研工作者重点关注的对象。多铁材料中 的磁电耦合效应，在信息储存、计算等方面还可能实现超高速读写。此外，在 基础理论物理方面，多铁性材料的研究跨越凝聚态物理与材料科学两个学科， 提出了很多问题和挑战，具有重要的科学意义。 在已知的各种多铁材料中，层状钙钛矿 Bi5Ti3FeO15 材料因为具有很多优越 的性能，如抗疲劳性、居里温度高、漏电流小，稳定性好等，得到广泛的关注。 但此材料室温条件下的铁磁性非常弱，严重阻碍了 Bi5Ti3FeO15 材料作为多铁材 料的应用前景。 针对 Bi5Ti3FeO15 材料的铁磁性能，已有报道多种不同磁性离子的 B 位掺杂 实验，但实际取得的效果并不理想。因此，在本实验中，我们使用固相反应法 制备了 Bi5Ti3FeO15 陶瓷材料，并在其 B 位进行了 Ni、Cr 掺杂。主要内容包括 如下 3 个方面： 1、使用固相反应的快速淬火法，分别在烧结温度为 700℃、800℃和 900℃ 制备了未掺杂的 Bi5Ti3FeO15 陶瓷样品，Bi5Ti3Fe1-xCrxO15（x=0.1, 0.2, 0.5, 0.7） 陶瓷样品，以及 Bi5Ti3Fe1-xNixO15（x=0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.7）陶瓷样品。通过 快速淬火法制备陶瓷样品，能够有效抑制样品中 Bi 元素的挥发，减少样品中的 结构缺陷和氧空位，同时对样品的室温铁磁性表现也有一定的改善作用。 2 、对 Bi5Ti3FeO15 ， Bi5Ti3Fe1-xCrxO15 （ x=0.1, 0.2, 0.5, 0.7 ）， 以 及 Bi5Ti3Fe1-xNixO15（x=0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.7）陶瓷样品进行了形貌结构测试， 包括 XRD 衍射测试及 SEM 测试。 测试结果表明，未掺杂的 Bi5Ti3FeO15 陶瓷样品在 750℃~800℃之间为适合 的烧结温度，形成了四层钙钛矿结构。Cr 离子的掺杂对 Bi5Ti3FeO15 陶瓷样品 的烧结温度和晶粒结构均没有产生较大的影响。而 Ni 离子的掺杂，则对 Bi5Ti3FeO15 陶瓷的烧结温度产生较大影响。随着 Ni 掺杂含量的增加，样品的 烧结温度逐渐提高，并在 x≥0.5 时只有 900℃烧结的样品才能获得四层钙钛矿 结构。同时，900℃烧结样品的 SEM 测试显示，随着 Ni 掺杂含量的增加，样 品的晶粒尺寸逐渐减小。 3、测试了未掺杂的 Bi5Ti3FeO15 陶瓷、Bi5Ti3Fe1-xCrxO15（x=0.1~0.7）陶瓷、 Bi5Ti3Fe1-xNixO15（x=0.1~0.7）陶瓷样品的室温磁性，并分析样品的剩余磁化强 度 2Mr 及矫顽场 2Hc。 测试结果表明，对未掺杂的 Bi5Ti3FeO15 陶瓷，快速淬火法烧结的样品的剩 I 余磁化强度与文献中分步烧结法的样品一样，但矫顽场 2Hc 得到一定的提升。 Cr 掺杂的样品中，虽然 900℃烧结的样品几乎是顺磁性特征，但 750℃烧结的 样品有明显的磁滞回线，且最大的剩余磁化强度 2Mr~7.56*10-3 emμ/g，矫顽场 2Hc~4034 Oe。这一点与已有的 Cr 掺杂 Bi5Ti3FeO15 陶瓷样品的文献报道有所不 同。Ni 掺杂的 Bi5Ti3FeO15 陶瓷样品，其室温磁性与未掺杂样品 Bi5Ti3FeO15 相 比有明显的改善。其中 x=0.3 的样品具有最大的剩余磁化强度 2Mr ~0.19198 emμ/g