AB位掺杂铁酸铋陶瓷的光电性能研究(2)
2.3.3 陶瓷介电性能测试... 11
2.3.4 陶瓷电滞回线测试... 12
3 结果与分析.. 13
3.1 压电性能分析... .13
3.2 X射线衍射析 13
3.3 介电性能分析.17
3.4 电滞回线分析.19
结论. 22
致谢. 23
参考文献. 24
1 引言
铁电磁材料本身同时具有铁电性和铁磁性两种性质，在当今社会中扮演着至关重要的角色，能够应用在信息存储、传感器、压电器件和感应器中。目前铁电材料的研究热点是拥有铁磁性、铁电性的单相材料或是复合型材料。由于在这种材料上人们既可以人为的根据自己的需要在外加电场的作用下产生磁场，在外加磁场的作用下产生电极化，所以可以弥补传统的具有单一性质的铁电材料或是铁磁材料存在的很多问题，例如：铁电存储写入速度较慢,但是读取速度较快;铁磁存储的存入速度较快但是读取的速度较慢。铁酸铋是为数不多的在室温下同时具有铁电性和磁性的铁磁电材料之一，在室温下TC = 1103 K和TN = 643 K。然而纯铁酸铋陶瓷制备困难，存在电极化不大、漏电流大、二级磁电耦合效应微弱等不足。
1．1 铁电磁材料
铁电磁材料指的是铁电性和铁磁（反铁磁）性同时存在的多铁性材料。由于其同时存在这两种性质，所以可以通过外加的电场或磁场对这两种性质进行调控，产生磁电效应。在信息存储领域有广泛的应用。此外，由于铁电磁材料的高压电常数使得其在压电器件上也具有广泛的应用。
铁电材料指的是拥有自发极化，并且施加外电场时自发极化可以发生转向的一类材料。我们把铁电体内的电畴定义为自发极化相同的小区域，而把畴壁定义为电畴和电畴之间的交界。所有的铁电体都能够通过人工极化来形成电偶极矩使其拥有压电性。如图1-1 所示，铁电体在外电场的作用下的极化强度可以用电滞回线来进行描述。电滞回线(P-E)是极化强度P滞后于电场强度E的曲线。即当施加电场E后极化强度P随E增加沿曲线上升，到达饱和极化强度。E下降时，P不随原曲线下降。当E为0时，极化强度不为0。为Pr，称剩余极化强度。只有加上反电场Ec时P为0。Ec为矫顽电场强度。晶体的铁电性一般只能够在一定的温度范围内存在，居里温度Tc是铁电相和顺电相的相转变温度，当T>Tc时，失去铁电现象，处于顺电相状态。当T<Tc时，铁电体处于铁电相状态，当T=Tc时发生了相变。铁电相属于极化有序状态，顺电相则属于极化无序状态。而Tc称为居里点。
图1-1 铁电体的电滞回线（D点为剩余极化值Pr，F点为矫顽场大小Ec，E点为饱和极化强度Ps）
铁磁材料在目前科研以及工程领域获得了广泛的应用。铁磁材料指的是在施加外磁场时能够显示出很强磁性的材料。首先，它们都有很大的磁导率μ；其次，它们都有明显的磁滞效应。铁、钢以及镍等铁磁材料在没有受到外磁场的作用时，它们的分子电流所产生的合成磁矩在宏观上等于零，因此不呈现出磁性。当对铁磁材料施加外磁场时，内部分子磁矩整齐排列的过程被称之为磁化。某些铁磁物质一经磁化。即使在移走外磁场后，仍然具有很大的剩余磁感应强度，所以被广泛应用于微电机和仪表等设备中来产生磁场。铁磁性物质和铁电性物质相似，它的内部的原子磁矩，通过相邻的晶格结点原子的电子壳层的作用，原子磁矩是按区域发生自发有序地取向以及平行地排列，根据不同的小区域来分布，我们把此种现象称之为铁磁材料的自发磁化。我们把磁畴定义为由自发磁化形成的小区域。铁磁性物质的铁磁性只有在居里温度之下才具有；在居里温度以上，由于受到了晶体热运动的干扰，而破坏了原子磁矩的定向排列，导致铁磁性消失，这时的物质转变为顺磁性。与铁电体类似，如图 1-2 所示，它的磁化强度和外磁场呈非线性关系变化，称之为磁滞回线。HS为饱和磁场强度，HD为矫顽力，Br为剩余磁感应强度，Bs为饱和磁感应强度。
下一篇：铝-铜异种材料搅拌摩擦焊研究