BiFe1-xScxO3陶瓷的介电性能研究
本次实验通过采用传统的固相烧结法制备出不同掺杂浓度、不同烧结温度的BiFe1-xScxO3系列陶瓷样品，通过XRD、SEM等对其进行结构分析和性能测试。
XRD分析发现Sc3+掺杂并没有改变使BiFeO3结构发生改变，但使其晶胞增大因此在衍射图谱中表现为衍射峰略微左移。SEM照片证实880℃ 烧结的晶粒尺寸较大，致密度提高，性能更为优良。介电分析表明，当Sc掺杂浓度从x=0.03提高到x=0.05时，介电常数从62.97增大到75.36，且介电常数均随着测量频率的增大而减少。通过分析陶瓷样品的电滞回线发现，当掺杂浓度从x=0.03提高到x=0.05时，陶瓷样品的剩余极化强度Pr则从5.69μC/cm2增加到10.38μC/cm2，陶瓷的漏电流减少。
关键词 铁电磁体 Sc掺杂 X射线衍射 介电性能 电滞回线
毕业设计说明书（毕业论文）外文摘要
Title Research On Dielectric Properties Of BiFe1-xScxO3 Ceramics
Abstract
In recent years, ferromagnetic dielectric material has aroused great interest around the world. Marie Curie found this material a century ago until the 1960s, many scientists be more in-depth study and discussion of the material. Multiferroic materials show both (anti)ferroelectric order and (anti)ferromagnetic order in the same phase and a coupling between them over a certain range of temperature. Ferromagnetic dielectric material has an important application prospect in terms of magnetic memory media and new memory materials and electronic components.
The experiment use conventional solid-phase sintering to prepare with different doping concentrations, different sintering temperatures BiFe1-xScxO3 series of ceramic samples. XRD analysis showed that Sc3 + doping did not change the structure of BiFeO3, but it increases the cell and therefore the performance of the diffraction peaks in the diffraction pattern slightly to the left. SEM photographs confirmed 880 ℃ sintered grain size is larger, more excellent performance. Dielectric analysis showed that when the concentration of Sc doping to increase from x = 0.03 x = 0.05, the dielectric constant is increased from 62.97 to 75.36. By analyzing samples of ceramics hysteresis loops found when the doping concentration to increase from x = 0.03 x = 0.05, the remanent polarization Pr of ceramic samples from 5.69μC/cm2 to 10.38μC/cm2, ceramic leakage current decreases.
Keywords： Ferroelectricmagnet Sc3+ XRD Polarization
目 次
1 引言 1
1.1发展背景 1
1.2 BiFeO3的研究现状 2
1.3 本课题研究的内容和意义 6
2 实验方案设计和研究方法 7
2.1 实验原料与仪器 7
2.2 制备工艺方法 8
2.3 实验步骤 9
2.4 性能测试 12
3 实验结果与分析 13
3.1 XRD分析 13
3.2 SEM形貌分析 15
3.3介电性能测试 17
3.4陶瓷的电滞回线测试 21
结 论 24
致 谢 25
参考文献26
1 引言
现阶段，科学家学者们对铁磁电材料进行了广泛的研究。居里夫人在一个世纪之前就提出这种材料，直到上个世纪60年代许多科学家对其进行较为深入的研究和探讨。我们将在某一特定温度下具有（反）铁磁、（反）铁电两种特性的多铁性材料称为铁磁电体，该材料由于同时具有两种材料的优势而受到广泛关注 [1]。这种特殊的材料具有磁电转化功能，将材料放置在外电场里可发生磁极化，相反地，将材料放置在磁场里也能发生电极化。这种磁和电的互相控制的特性，在实际生活中有非常重要的应用前景[2]。如在磁存介质方面，可利用磁电效应设计开发出快速光盘，代替目前市场上的读写较慢的记忆材料。此外，在新型记忆材料和电子元件方面，也有重要应用前景。
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