磁导率对铁磁体/压电陶瓷复合结构中磁力磁电效应偏置场和频率响应特性的影响任务书
2020-04-29 19:56:49
1. 毕业设计(论文)的内容和要求
通常的磁电效应是指磁致电极化的正磁电效应。相比于单相磁电材料,磁电复合材料具有更强的室温磁电效应。经典的磁电复合材料由两种单相材料(铁电相与铁磁相)经一定方法复合而成,利用铁电相的压电效应和铁磁相的磁致伸缩效应之间的乘积效应来产生磁电效应。为了使磁电复合材料获得最大的磁电效应,要求铁电相和铁磁相分别具有较大的压电系数和磁致伸缩系数,同时两相之间要实现良好耦合。到目前为止,磁致伸缩效应研究至今未见显著进展,从而,依赖于磁致伸缩的磁电效应研究亦难以有较大突破。因此,设计出不依赖于磁致伸缩的磁电效应器件成为进一步拓展磁电效应研究的一个重要方向。
近期研究表明,高磁导铁磁材料mn1-xznxfe2o4/压电材料pzt复合结构通过高磁导磁体之间的磁场相互作用形成的磁力使pzt压电体发生形变,可获得较强磁力驱动磁电效应,且具有磁场频率响应更宽泛、结构形式多样、共振频率可调的特点。
磁电效应在应用过程中,最佳偏置磁场和谐振频率是两个重要的参数。本课题将采用几种具有不同磁导率特性的铁磁材料,设计并制备几种不同型号高磁导率铁氧体/压电材料pzt复合结构,研究铁磁材料的磁性质对磁力驱动磁电效应的影响。主要研究内容包括:(1)设计和制备几种不同型号高磁导率铁氧体/pzt复合结构磁力磁电器件;(2)测量几种铁氧体材料磁导率与外磁场的关系曲线;(3)测量几种铁氧体材料磁导率的频率响应曲线;(4)测量低频下不同直流偏置磁场下的磁电效应;(5)研究最佳偏置磁场条件下磁电效应的频率响应;(6)对实验测量结果进行理论分析和讨论,分析铁氧体的磁导率性质对磁力驱动磁电效应的最佳偏置场和谐振频率的影响,讨论剩磁、矫顽力和最大磁能积几个参数对磁电效应的影响。
2. 参考文献
[1] r. zhang, l. jin, g. j. wu, and n. zhang,magnetic force driven magnetoelectric effect in mn-zn-ferrite/pzt composites,appl. phys. lett. 2017, 110: 112901
[2] r. zhang, g. j. wu, and n. zhang,magnetic force driven magnetoelectric effect in bi-cantilever composites,aip advances 2017, 7: 125214
[3] caijiang lu, ping li,yumei wen, aichao yang, wei he, and jitao zhang,appl. phys. lett. 102, 132410 (2013)
3. 毕业设计(论文)进程安排
2019.1-2019.2:开题报告,文献翻译;
2019.3-2019.4:样品设计和制备,实验测量;
2019.5-2019.6:实验结果分析,论文撰写,论文答辩。