压电陶瓷/永磁体复合结构中的自偏置磁力驱动磁电效应文献综述
2020-04-30 16:14:32
一、磁电效应 1.磁电效应 磁电效应是磁电材料由于外加磁场的存在产生电极化的情况又或是由于外加电场的存在产生磁极化的情况。
其强度可用磁电电压系数来表征,式中E为产生的电场,H为外加磁场强度[1]。
2.磁电材料及单相磁电材料 磁电材料具有独特的磁电效应,能实现磁场与电场的相互转换,在磁电传感器、数据存储器、调制器开关、微波器件、高压电流测量等领域具有广泛的应用前景。
自从法国物理学家居里发现磁电效应以来,磁电材料一直发展缓慢。
单相磁电材料只有在低温下才表现出较弱的磁电效应[2]。
常见单相磁电材料及其性质如表1所示。
表1:常见的单相磁电材料及其性质[3] 材料 铁磁相序 居里温度/K A() 反铁磁 307 2.67 反铁磁 3.9 33.3 反铁磁 50 3.33 反铁磁 3.3 1.0 铁磁 305 1.03 铁磁 563 0.017 3.磁电复合材料 近几年来,随着磁电异质结复相陶瓷以及单相固溶体等复合材料取得了巨大突破,磁电材料的前景也变得更加光明。
i.常见的磁电复合材料 铁电相与铁磁相的混相磁电材料、层状磁电复合材料、薄膜磁电复合材料等等。
ii.材料的制作方法 混相法:有共熔原位复合但是易产生杂相降低复合材料的性能; 聚合物固化法:此法因为有机聚合物是基体材料,虽然韧性增强,但材料的抗腐蚀性与抗老化性能不好,且聚合物在一定程度上会影响压电效应和磁致伸缩效应; 烧结法:固相烧结磁电复合体形成陶瓷材料,由于其工艺简单成本低,烧结法中材料比例更易控制,且烧结过程中铁电相与铁磁相不发生化学反应。
复合材料的电阻率与磁导率都高,故不易发热[4]。