高温型无铅磁电复合材料的制备及机理研究

The reported lead-free magnetoelectric composite can not meet the requirment for high-temperature use due to their Curie temperatures are very low. Based on the above-mentioned problem, we plan to introduce some resistive ferrites (Cobalt ferrite,Nickle zinc ferrite, Garnet ferrite, Z-type barium ferrite, Y-type barium ferrite, U-type barium ferrite and et al.) into BiFeO3-BaTiO3 based materials to improve the resitivity and magnetoelectric properties. The processing parameter will be systematically studied. The effect of composition,microstructure, process on the properties of the composites will be also studied. The coupling mechamisms between the phases will be investigated.The proposal will guide us to improve the properties of BiFeO3-based materials. If this proposal can be carried out, it will solve some scientific problems including the design, process, measurement and mechanism analysis of multifunctional composites.

针对现有无铅磁电复合材料的居里温度低，无法满足高温环境使用要求的问题，本项目拟采用具有良好高温电学性能的BiFeO3-BaTiO3固溶体为基体，在其中引入高电阻率铁氧体（钴铁氧体、镍锌铁氧体、石榴石型铁氧体、Z型钡铁氧体、Y型钡铁氧体、U型钡铁氧体等），形成BiFeO3-BaTiO3固溶体基磁电复合材料，以期获得兼具高居里温度、高电阻率以及优异磁电耦合性能的高温型无铅磁电复合材料。系统研究该磁电复合材料的制备工艺参数。探索提高磁电复合材料的居里温度、电阻率以及磁电耦合性能的方法。采用理论模拟和实验结合的方法研究组成、结构和工艺等影响因素对磁电复合材料性能的影响，并对其中功能相之间的耦合机理进行探讨，为进一步提高BiFeO3及其固溶体材料的综合性能及其实用化提供新的思路和理论基础。本项目的顺利实施，有助于进一步深入认识和理解多功能复合材料的设计、制备、测试和机理研究等一系列科学问题。

针对无铅磁电复合材料的居里温度低，无法满足高温环境使用要求的问题，本项目采用具有良好高温电学性能的铁电材料为基体，在其中引入高电阻率铁氧体（钴铁氧体、石榴石型铁氧体等），形成磁电复合材料，获得了兼具高居里温度、高电阻率以及优异磁电耦合性能的高温型无铅磁电复合材料。所得多层磁电复合材料的最大磁电耦合系数为307mV/cm Oe。系统研究了该磁电复合材料的制备工艺参数。探索了提高磁电复合材料的居里温度、电阻率以及磁电耦合性能的方法。研究了组成、结构和工艺等影响因素对磁电复合材料性能的影响，并对其中功能相之间的耦合机理进行了分析，为进一步提高磁电复合材料的综合性能提供新的思路和理论基础。本项目的实施，有助于进一步深入认识和理解磁电复合材料的设计、制备、测试和机理研究等一系列科学问题。