双钙钛矿氧化物磁致伸缩的研究

论文摘要

磁致伸缩效应是在外磁场的作用下，材料内部磁畴发生偏转并沿一定方向取向而使材料产生长度和体积的变化，从而对外界产生感应或驱动。作为21世纪战略性智能材料，磁致伸缩材料被广泛应用于军事国防、航空航天、生物医药、交通运输、仪器仪表等各个领域，在国民经济中发挥着重要的作用。通过固相反应法成功合成了不同成分的铼基双钙钛矿型氧化物A2B’B"O6。通过实验我们发现合成双钙钛矿型氧化物Sr2FeReO6的最佳条件是：烧结温度为1210℃、烧结环境为氩气环境。另外，多次的研磨和预烧结也是材料合成的重要环节。我们成功获得了Sr2FeReO6结构致密且原子高度有序化的四角结构纯相。随后我们对样品Sr2FeReO6进行了不同温度下磁致伸缩性能的测量，当温度为280K时，在1T磁场下，样品展现出高达530ppm的磁致伸缩。然而，在此磁场下样品的磁致伸缩仍未达到饱和，我们推测在更高磁场下应表现出更为巨大的磁致伸缩效应。另外我们还研究了反铁磁性FeMn系列合金多晶材料的合成结构和磁致伸缩性能。制备出了单一的FeMn面心立方结构纯相。同时我们也研究了形状记忆合金与磁致伸缩材料的复合材料的磁致伸缩性能。深入研究了形状记忆合金与磁致伸缩材料的不同选取，还有它们不同比例的混合，以及粘结剂的选择等问题。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 双钙钛矿型氧化物的结构及电磁性质
• 1.2.1 双钙钛矿型氧化物的结构特点
• 1.2.2 双钙钛矿型氧化物的电磁性质
• 1.3 磁致伸缩效应及其起源
• 1.3.1 磁致伸缩效应及相关效应
• 1.3.2 磁致伸缩效应的起源
• 1.4 磁致伸缩的理论说明
• 1.4.1 磁致伸缩的唯象理论
• 1.4.2 磁致伸缩与温度的关系
• 1.5 本论文的研究目的、意义及研究内容
• 第二章 实验方法及原理
• 2.1 固相反应法
• 2.1.1 固相反应及其研究历史
• 2.1.2 固相反应的特点
• 2.1.3 烧结工艺
• 2.2 样品的制备
• 2.2.1 氧化物样品的制备
• 2.2.2 一般多晶样品的制备
• 2.2.3 样品的退火
• 2.3 测试手段及原理
• 2.3.1 X 射线衍射分析
• 2.3.2 振动样品磁强计[29-32]
• 2.3.3 磁电综合参数测量系统
• 第三章 双钙钛矿氧化物的结构表征及磁致伸缩性能
• 3.1 引言
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 原料的选取与配料
• 3.2.2 实验设备
• 3.2.3 样品合成过程
• 3.3 实验结果与分析
• 3.3.1 XRD 结构表征
• 3.3.2 样品的磁致伸缩性能
• 3.4 小结
• 第四章 反铁磁FeMn 系列合金的磁致伸缩性能
• 4.1 反铁磁磁致伸缩研究
• 4.1.1 反铁磁理论
• 4.1.2 反铁磁磁致伸缩的研究
• 4.2 样品制备
• 4.3 实验结果与分析
• 4.3.1 结构表征
• 4.3.2 磁致伸缩性能
• 4.4 小结
• 第五章 复合材料
• 5.1 引言
• 5.2 复合材料的研究意义
• 5.3 样品制备
• 5.4 实验结果与分析
• 5.5 小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢