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多糖铁胶囊多糖铁胶囊使用说明书•【药品名称】通用名称：多糖铁胶囊•【适应症】用于治疗单纯性缺铁性贫血。
•【规格】0.15克（以铁计）•【用法用量】口服，成人一日1次，一次1～2粒。
•【不良反应】极少出现胃刺激或便秘。
•【禁忌】1.肝肾功能严重损害，尤其是伴有未经治疗的尿路感染者禁用。
2.铁负荷过高、血色病或含铁血黄素沉着症患者禁用。
3.非缺铁性贫血（如地中海贫血）患者禁用。
•【注意事项】1.不得长期使用，应在医师确诊为缺铁性贫血后使用，且治疗期间应定期检查血象和血清铁水平。
2.孕妇及哺乳期妇女是本品的主要服用人群，已在国内外临床使用多年，未见影响胎儿生长发育或致畸的报道。
治疗剂量的铁对胎儿和哺乳无不良影响。
3.下列情况慎用：酒精中毒、肝炎、急性感染、肠道炎症、胰腺炎、胃与十二指肠溃疡、溃疡性肠炎。
4.不应与茶、咖啡同时服用，否则，影响铁的吸收。
5.服用本品可能产生黑便，是由于铁未完全吸收所致，不影响用药。
6.本品宜在饭后或饭时服用，以减轻胃部刺激。
7.儿童用量请咨询医师或药师。
8.对本品过敏者禁用，过敏体质者慎用。
9.本品性状发生改变时禁止使用。
10.请将本品放在儿童不能接触的地方。
11.儿童必须在成人监护下使用。
12.如正在使用其他药品，使用本品前请咨询医师或药师。
•【药物相互作用】1.维生素C与本品同服，有利于本品吸收。
2.本品与磷酸盐类、四环素类及鞣酸等同服，可妨碍铁的吸收。
3.本品可减少左旋多巴、卡比多巴、甲基多巴及喹诺酮类药物的吸收。
4.如与其他药物同时使用可能会发生药物相互作用，详情请咨询医师或药师。
•【药理毒理】铁是构成血红蛋白的基本元素，本品可作为铁元素补充剂，可迅速提高血铁水平与升高血红蛋白。
放射性同位素示踪研究证实本品易被人体吸收。
【注意】药物说明书里面有三种标识，一般要注意一下：1.第一种就是禁用，就是绝对禁止使用。
2.第二种就是慎用，就是药物可以使用，但是要密切关注患者口服药以后的情况，一旦有不良反应发生，需要马上停止使用。
铁电体的基本特征铁电体的基本特征铁电体是一种具有特殊电性质的材料，其具有两个极性状态，可以在外加电场作用下发生极化反转，这种特殊的性质使得铁电体在电子学、光学、声学等领域有着广泛的应用。
本文将从晶体结构、热力学性质、电学性质和磁学性质四个方面介绍铁电体的基本特征。
一、晶体结构铁电体的晶体结构通常是非中心对称晶体结构，其具有空间反演对称性破缺。
这种非中心对称结构使得铁电体具有了极化现象。
常见的铁电材料包括钛酸锆（ZrTiO4）、钛酸镧（LaTiO3）、钛酸钡（BaTiO3）等。
二、热力学性质1.相变温度铁电材料具有相变温度，即在一定温度范围内由无序相向有序相转变。
这种相变通常伴随着极化反转现象。
例如，BaTiO3在120℃左右发生相变，同时极化方向也发生了反转。
2.比热和热容铁电材料的比热和热容通常具有峰值，在相变温度附近出现。
这是因为相变时铁电材料吸收或释放大量的热量。
三、电学性质1.极化铁电体具有两个稳定的极化状态，即正向极化和负向极化。
在外加电场作用下，铁电体可以发生极化反转，即从一个稳定状态转变为另一个稳定状态。
这种极化反转现象是铁电材料应用于存储器、传感器等领域的基础。
2.介电常数铁电体的介电常数随着温度和频率的变化而变化。
在相变温度附近，介电常数会发生突变，这是因为相变时极化方向发生了反转。
四、磁学性质1.自旋玻璃态一些铁电材料具有自旋玻璃态，即在低温下呈现出玻璃态，并且具有自旋玻璃特征。
例如，BiFeO3就是一种具有自旋玻璃态的铁电材料。
2.多铁性一些铁电材料同时具有铁磁性和铁电性，这种材料被称为多铁材料。
多铁材料具有更加丰富的物理性质和应用前景。
例如，BiFeO3就是一种典型的多铁材料。
总结铁电体具有非中心对称晶体结构、相变温度、比热和热容、极化、介电常数、自旋玻璃态和多铁性等特征。
这些特征使得铁电体在存储器、传感器、光学器件等领域有着广泛的应用前景。
磁致多铁性物理与新材料设计董帅1，向红军2基金项目：国家自然科学基金（51322206，11274060，11104038），国家重大科学研究计划（2011CB922101, 2012CB921400）,教育部百篇优秀博士论文基金，上海市东方学者项目支持。
高等学校博士学科点专项科研基金资助课题(20100092120032)。
作者简介：董帅（1982-），男，教授，主要研究关联电子物理与材料，包括多铁性氧化物、磁电耦合效应与器件；关联电子异质结、场效应器件.E-mail:*************.cn（1. 东南大学物理系，南京，211189； 2. 复旦大学物理系，物质计算科学教育部重点实验室，应用表面物理国家重点实验室，上5 海, 200433）摘要：磁致多铁材料是多铁性材料大家族中的后起之秀，其特色在于其铁电性起源于特定的磁序，因此其铁电与磁性紧密关联，具有本征的强磁电耦合效应。
目前对磁致多铁性的研究以基础物理为主。
随着研究者对磁致多铁现象背后物理机制认识的不断深入，不断有新的磁10 致多铁材料被设计、预言、发现，其性能也在不断地提高中。
本文将简要介绍磁致多铁材料所涉及的基本物理机制，并根据这些已知的规律，回顾一下近些年寻找和设计新的磁致多铁材料的经验。
关键词：磁致多铁；Dzyaloshinskii-Moriya 作用；交换收缩；磁序诱导铁电性统一极化模型；第一性原理计算15中图分类号：O469Physics and Design of Magnetic MultiferroicsShuai Dong 1, Hongjun Xiang 2(1. Department of Physics, Southeast University, Nanjing 211189, China;20 2. Department of Physics and Key Laboratory of Computational Physical Sciences (Ministry ofEducation), Fudan University, Shanghai 200433, China)Abstract: Magnetic multiferroics belong to an important branch of the multiferroics big family. Because the ferroelectric polarizations are directly induced by particular magnetic orders, magnetic multiferroics owns intrinsic strong magnetoelectric couplings. Current research interests 25 on magnetic multiferroics are mostly focused on their fundamental physics. Benefited from the research progress of physical mechanisms, more and more new magnetic multiferroic materials have been designed, predicted, and discovered, which push forward the magnetoelectric performances. In this colloquium, we will briefly introduce the physical mechanisms involved in magnetic multiferroics, as well as the experience to design and search for new magnetic 30multiferroics.Key words: magnetic multiferroics; Dzyaloshinskii-Moriya interaction; exchange striction; Unified model of ferroelectricity induced by spin order; first-principles calculation 0 引言35 从2003年BiFeO 3薄膜[1]和TbMnO 3单晶[2]揭开序幕开始，多铁性材料和物理的研究进入了蓬勃发展时期，跻身成为关联电子大家庭中又一重要分支。
Bifeo3极化结构1. 引言Bifeo3（化学式：BiFeO3）是一种具有多铁性质的材料，具有较高的极化性能。
其极化结构的研究对于了解多铁材料的性质和应用具有重要意义。
本文将对Bifeo3的极化结构进行全面详细、完整且深入的介绍。
2. Bifeo3的基本信息Bifeo3是一种钙钛矿结构的材料，由铋（Bi）和铁（Fe）元素组成。
其晶体结构为立方晶系，空间群为R3c。
Bifeo3的晶格参数为a=b=c=3.96Å，α=β=γ=90°。
该材料具有较高的居里温度，约为1100K。
3. Bifeo3的极化性质Bifeo3具有多铁性质，即同时具有铁电性和铁磁性。
其铁电性质使其具有自发极化，可在外电场作用下产生极化。
而铁磁性质使其具有自发磁化，可在外磁场作用下产生磁化。
Bifeo3的极化主要来源于铁离子（Fe3+）的离子配位。
在Bifeo3的晶体结构中，铁离子被八个氧离子（O2-）包围，形成八面体的配位结构。
由于铁离子的不对称分布，导致晶体整体具有极化性。
4. Bifeo3的极化结构Bifeo3的极化结构可以通过极化矢量来描述。
极化矢量是一个矢量量，表示极化的方向和大小。
在Bifeo3中，极化矢量的方向与晶体的对称性有关。
具体而言，Bifeo3的极化矢量沿着[111]方向，即晶体的对角线方向。
Bifeo3的极化结构还可以通过极化强度来描述。
极化强度是一个标量量，表示极化的强度大小。
在Bifeo3中，极化强度的大小与极化矢量的大小成正比。
通过实验测量，可以得到Bifeo3的极化强度为0.9C/m2。
5. Bifeo3的极化机制Bifeo3的极化机制是一个复杂的过程，涉及到多种因素的相互作用。
其中，离子配位、晶格畸变和电子自旋耦合是影响Bifeo3极化的重要因素。
首先，离子配位是Bifeo3极化的基础。
铁离子的不对称分布导致晶体具有极化性。
其次，晶格畸变也对Bifeo3的极化起到重要作用。
晶格畸变可以调控铁离子的位置和配位，影响极化强度和方向。
多铁材料的应用多铁材料是指同时具有铁电性和磁性的功能材料。
由于其独特的物理性质，多铁材料在能源存储与转换、信息技术、传感器、医疗成像与治疗、国防与安全、环保与能源、智能器件以及生物医学工程等领域具有广泛的应用前景。
本文将详细介绍多铁材料在这些领域中的应用。
一、能源存储与转换多铁材料在能源存储与转换领域中具有重要的应用价值。
其中，压电材料是一种典型的多铁材料，其具有将机械能转换为电能的特性，被广泛应用于声呐、传感器、换能器等设备中。
此外，多铁材料在太阳能电池、燃料电池和热电转换等新能源技术中也具有潜在的应用价值。
二、信息技术多铁材料在信息技术领域中的应用主要涉及计算机存储和逻辑运算等方面。
利用多铁材料的磁电耦合效应，可以实现高效的磁电转换，为新一代计算机存储器件的研发提供新的思路。
此外，多铁材料在电磁屏蔽、微波吸收等领域也有着广泛的应用前景。
三、传感器多铁材料在传感器领域中的应用主要涉及压力传感器、加速度传感器、磁场传感器等。
由于多铁材料具有灵敏度高、响应速度快等优点，因此在智能传感器、物联网等领域中具有广泛的应用前景。
四、医疗成像与治疗多铁材料在医疗成像与治疗领域中也有着重要的应用价值。
利用多铁材料的磁电性质，可以实现无损的医学成像技术，为临床诊断和治疗提供更准确的依据。
此外，多铁材料还可应用于肿瘤治疗、疼痛管理等方面。
五、国防与安全多铁材料在国防与安全领域中具有广泛的应用前景。
例如，利用多铁材料的磁电性质，可以实现高精度的探测和定位技术，为军事侦察和反恐行动提供有力支持。
此外，多铁材料还可应用于电磁防护、电子战等方面。
六、环保与能源多铁材料在环保与能源领域中也有着重要的应用价值。
例如，利用多铁材料的磁电性质，可以实现高效的环境监测和污染物治理。
此外，多铁材料还可应用于风力发电、水力发电等领域中。
七、智能器件多铁材料在智能器件领域中具有广泛的应用前景。
利用多铁材料的磁电性质，可以实现高效的信号传输和处理，为智能家居、智能穿戴设备等智能器件的研发提供新的思路。
四氧化三铁化学符号
Fe_4O_3
四氧化三铁（Fe_4O_3）是铁(Fe)与氧(O)共存的一系列氧化物,它包含有四个铁原子
和三个氧原子.四氧化三铁晶体的性质是硬而脆,其蠕变温度非常高,它的熔点也可以很高.
它是一种多铁金属氧化物,属于结晶类型,结构中的铁有三种不同的价态.
四氧化三铁的表现形式为灰色颗粒，多数时候可以用手捏搓。
它简单的晶体结构也迅
速在一定的条件下产生氧化反应。
像其其他氧化物一样，它也有一定的硬度，并且容易在
干燥空气中发生氧化。
所以在此环境下，它很容易被像二氧化碳那样的物质溶解，形成盐
酸溶液。
四氧化三铁的制备非常的简单，只需要将铁和氧化剂融合，就可以制备出四氧化三铁，由于它的生产条件要求很低，所以一般都可以实现家庭科研。
四氧化三铁被用于各种工业理化反应中，如制备高碳钢，它也有用于光学镀膜中增加
反射率，它还可以用于制造绝缘器件（如电阻），四氧化三铁也有用于粒子检测仪和照相
应用，用于製造合金等。
四氧化三铁也有很多有趣的用途，例如作为医学测试和实验的标准磁性指数，磁性可
以有效地定位磁场的大小和方向，而且可以用四氧化三铁来作为磁场测定仪的校准和检验。
另外，根据四氧化三铁不同的性质，可以将其用于化学电池，具有简单结构，可以实
现持续能量输出。
此外，它还可以用来区分稀土元素，从而研究稀土的各种性质.
四氧化三铁在环境保护方面有着很重要的作用。
四氧化三铁可以安全有效清除水体中
的毒素，像硝酸盐，有机物等，有效地减少致病物的数量，从而保护河流和水质.同时，
它还可以有效地吸附水体中的污染物，改善水质。
二维磁电多铁材料
二维磁电多铁材料是一种复合材料，其中包含了铁电（或压电）材料与铁磁性材料。
这种材料的特点在于其磁电耦合系数可以被大大提高，这是通过利用第三方序参量如应变参与耦合，并通过复合界面实现的。
在交变外场驱动下，这种材料的磁电耦合具有很强的应用性。
此外，这种复合材料对于尺寸维度上的响应，有利于人工设计和裁剪。
根据铁电性来源和磁电耦合机制的不同，多铁性材料又可以分为第I类多铁性材料和第Ⅱ类多铁性材料。
第一类多铁性材料的铁电性是本征的，其铁电机制和常规铁电体相同，这类多铁性材料有望实现电场控制磁性。
而第二类多铁性材料的铁电性是非本征的，其铁电性来自于与自旋、轨道或电荷序的耦合效应，其中以磁致多铁性材料为主，这类多铁性材料可实现磁场调控电极化。
二维MnB材料是一种MBene的代表，由锰和硼原子组成的六方对称的平面结构，属于P6/mmm空间群。
它是一种铁磁体，其铁磁性主要来源于锰原子的d轨道。
它还是一种金属导体，其费米能级附近的态密度主要由锰原子的d轨道和硼原子的p轨道贡献。
这种材料具有非常高的居里温度，也就是它失去铁磁性的临界温度。
据计算，它的居里温度为338 K，也就是65°C。
这意味着，在这个温度以下，它都可以保持强烈的铁磁性。
以上内容仅供参考，如需更多信息，建议查阅相关文献或咨询相关学者。
多维铁口服液的功能主治1. 引言多维铁口服液是一种口服补充剂，含有多种营养成分和铁元素。
其独特的配方使其在多个方面对人体健康有益。
本文将介绍多维铁口服液的功能主治，包括提高免疫力、促进血液循环、改善贫血症状等。
2. 提高免疫力多维铁口服液中含有维生素C和维生素B族，这些维生素对增强免疫力具有重要作用。
维生素C能够促进白细胞的产生和活性，增强人体对病原体的抵抗能力。
而维生素B族则有助于维持正常的免疫细胞功能和产生足够的能量来应对感染。
多维铁口服液的维生素C和维生素B族含量均符合人体日常需求量，长期服用有助于提高免疫力，减少感染风险。
3. 促进血液循环多维铁口服液中含有铁元素，铁是合成血红蛋白的重要组成成分，对血液循环起到重要作用。
血红蛋白能够将氧气输送到人体各个组织和器官，维持其正常代谢和功能。
缺乏铁元素会导致贫血，出现疲劳、头晕等症状。
多维铁口服液中的铁元素能够帮助补充体内的铁储备，促进血液中血红蛋白的增加，改善贫血症状，提高身体的活力和精力。
4. 改善贫血症状贫血是指体内血红蛋白或红细胞数量不足，造成血液不能提供足够的氧气给身体各个组织和器官。
贫血会导致人体感到疲劳、气短、心悸等症状。
多维铁口服液中的铁元素能够帮助补充体内的铁储备，促进血红蛋白的合成，改善贫血症状。
同时，维生素C的存在可以提高铁的吸收率，增强补铁的效果。
5. 综合补充多种营养成分多维铁口服液中的营养成分不仅仅包括维生素C、维生素B族和铁元素，还包括维生素A、维生素E、锌、硒等。
这些营养成分在维持人体正常功能和健康方面发挥重要作用。
维生素A对维护视力、免疫功能和正常的生长和发育至关重要。
维生素E是一种抗氧化剂，有助于防止细胞氧化损伤。
锌和硒是两种重要的微量元素，参与多种酶的催化反应，对维持免疫功能和抗氧化能力起到关键作用。
综合补充多种营养成分有助于维持人体的整体健康。
6. 使用方法和注意事项多维铁口服液的使用方法很简单，一般建议每天服用一次，每次15毫升。
Vol.34高等学校化学学报No.22013年2月 CHEMICAL JOURNAL OF CHINESE UNIVERSITIES 313~318 doi:10.7503/cjcu20120827复合多铁材料NiFe 2O 4/BaTiO 3的制备及性能刘艳清,吴钰涵,李 丹,张 静,张永军,杨景海(吉林师范大学功能材料物理与化学教育部重点实验室,四平136000)摘要 采用溶胶⁃凝胶与固相反应相结合的方法制备了x NiFe 2O 4/(1-x )BaTiO 3(x =0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6)系列复合多铁材料.X 射线衍射(XRD)结果表明,复合材料中只含有钙钛矿结构的BaTiO 3和尖晶石结构的NiFe 2O 4,说明共烧过程中两者未发生明显的化学反应,铁电相与铁磁相共存.扫描电子显微镜(SEM)观测结果表明材料内部是异质结构的,高分辨透射电子显微镜(HRTEM)观测结果进一步说明了NiFe 2O 4和BaTiO 3共存,并且在两种物质的接触处能够看到清晰的界面.这种由BaTiO 3和NiFe 2O 4组成的复合材料对外同时表现出铁电性和铁磁性.电滞回线结果表明,该复合材料具有铁电性,但存在着一定的漏电.介电频谱表明材料的介电常数随着频率的升高而下降,在低频下达到定值,并且铁磁相的含量对材料的介电性有影响.磁性能测试结果表明材料的磁性源于NiFe 2O 4,并且磁性随着NiFe 2O 4含量的增加而增强.关键词 多铁复合材料;钛酸钡;镍铁氧体;铁电性能;铁磁性能中图分类号 O611.3 文献标志码 A 收稿日期:2012⁃09⁃10.基金项目:国家自然科学基金(批准号:61178074)㊁吉林省科技发展计划项目(批准号:201115218)和江苏省自然科学基金(批准号:BK2010348)资助.联系人简介:刘艳清,女,博士,副教授,主要从事多铁材料研究.E⁃mail:liuyanqing@ 多铁性材料是指在同一个相中包含两种及两种以上铁的基本性能的材料[1~4].多铁性材料不但具备各种单一的铁性(如铁电性㊁铁磁性),而且通过铁性的耦合复合协同作用,同时还具有一些新的效应,这大大拓宽了铁性材料的应用范围[5,6].目前,多铁材料主要有单相多铁材料和复合多铁材料两类.其中,单相磁电多铁材料非常稀少,由于居里温度很低以及产生铁电性㊁铁磁性的物理机制相互制约[7,8],很难实现应用,如BFO [9,10]及稀土锰酸盐[11].相对于单相多铁材料,包含铁电相[如BFO [12],BaTiO 3[13~15],Pb(Zr x Ti 1-x )O 3[16]]和铁磁相(NiFe 2O 4[17],CoFe 2O 4[12,13,16])的磁电复合材料的磁电效应是通过乘积效应来实现的,即当对材料施加电场时,由于铁电体具有压电效应,铁电体会产生弹性形变,弹性形变通过应力传递给铁磁相,从而产生压磁效应.于是,在宏观上表现为外加电场被转变为磁场.与此类似,外加磁场也会被转变为电场,从而实现铁电与铁磁耦合.而且,磁电复合材料能够在远高于室温下获得较大的磁电耦合[18].在多铁复合材料的制备中,对于铁电材料的选择,通常选择介电性能比较优异的BaTiO 3或PbTiO 3等钙钛矿结构的材料.但是随着人们环保意识的提高,在功能材料应用领域,环境污染小的BaTiO 3材料成为材料设计及制备中的首选.BaTiO 3具有高的介电常数,并且表现出良好的铁电㊁压电㊁热释电性及非线性光学特性,在电容器领域已经有几十年的应用历史[19,20],一直都是功能材料领域的研究热点.对于复合材料中铁磁相的选择,目前主要集中在各种尖晶石结构的铁氧体[21~23]中.NiFe 2O 4是比较典型的软磁材料[24],能够迅速响应外场变化,由于矫顽力较低,因此磁化及退磁都比较容易,而且具有高的初始磁导率,大的磁致伸缩系数和高的电阻率等[25,26].在制备方法上,溶胶⁃凝胶与固相反应相结合的方法被广泛应用在实验中,这种方法可以实现铁电体粉末与铁磁体粉末在纳米尺度上的充分混合,增大两相之间的接触面积,在进行固相烧结中烧结温度可以降低200℃左右,不但较好地保持了原始材料的组成与结构,并且大大提高了材料的致密度,从而实现了铁电相与铁磁相晶粒间的完全乘积和充分耦合,降低了缺陷对复合材料性能的负面影响[27].本文采用溶胶⁃凝胶与固相反应相结合的方法制备系列NiFe 2O 4/BaTiO 3复合多铁材料,并对样品的组成㊁结构㊁形貌㊁铁电性㊁介电性和铁磁性能进行了详细的研究与讨论.1 实验部分1.1 试剂与仪器乙酸钡[Ba (CH 3COO)2]㊁冰乙酸(CH 3COOH)㊁钛酸四正丁酯{[CH 3(CH 2)3]4Ti}㊁乙酰丙酮[(CH 3)2(CO)2CH 2]㊁硝酸铁[Fe(NO 3)3㊃9H 2O]㊁硝酸镍[Ni(NO 3)2㊃6H 2O]㊁柠檬酸(C 6H 8O 7㊃H 2O)均为分析纯,购自国药集团化学试剂有限公司.D /max⁃2500/PC 型转靶X 射线衍射仪(XRD,日本Rigaku 公司);Hitachi S⁃570型扫描电子显微镜(SEM,日本日立公司);JEM⁃2100HR 型透射电子显微镜(TEM,日本电子公司);M⁃7407型振动样品磁强计(VSM,美国Lake Shore 公司);Premier Ⅱ铁电材料测试系统及Agilent 4294阻抗分析仪(美国Radiant Technologies 公司).1.2 实验过程采用溶⁃胶凝胶法制备了NiFe 2O 4与BaTiO 3粉末单体,然后将两种材料按照不同的摩尔比进行混合,固相烧结得到x NiFe 2O 4/(1-x )BaTiO 3(x =0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6)系列复合材料.BaTiO 3粉末的制备:采用乙酸钡㊁冰乙酸㊁乙酰丙酮㊁钛酸四正丁酯为初始原料配制溶液,搅拌均匀后将溶液放在恒温干燥箱中干燥,然后置于坩埚中在高温炉中于400℃保温30min 以去除有机物,再升温到1000℃退火2h,然后随炉降温至室温.最后得到BaTiO 3固体粉末.NiFe 2O 4粉末的制备:首先按照n [Ni(NO 3)2㊃6H 2O]∶n [Fe(NO 3)3㊃9H 2O]∶n (C 6H 8O 7㊃H 2O)=1∶2∶3配制溶液,之后放入恒温干燥箱中干燥,然后置于坩埚中在高温炉中于400℃保温30min 以去除有机物,再升温到1000℃退火2h,然后随炉降温至室温.最后得到NiFe 2O 4固体粉末.将上述经由溶胶⁃凝胶法制备的NiFe 2O 4与BaTiO 3粉末按照摩尔比为x /(1-x )(x =0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6)进行混合配料,置于玛瑙球磨罐中球磨4h,然后将预先配好的聚乙烯醇(PVA)溶液(PVA 质量分数为8%)加入其中,继续研磨1h.取出粉料,用压片机将粉末在24MPa 的压力下压制成直径为10mm㊁厚度小于0.5mm 的薄圆片状,将薄圆片置于坩埚中在热处理炉中进行排胶处理,具体处理条件为:以5℃/min 的升温速率升至600℃保温2h,之后随炉降温至室温.最后,将取出的样品置于坩埚中,在CVD 高温热处理炉中以5℃/min 的升温速率升温至1200℃并保温3h,然后随炉降温至室温,即得到系列NiFe 2O 4/BaTiO 3复合材料.2 结果与讨论2.1 XRD 结果分析图1为采用溶胶⁃凝胶法制备的BaTiO 3和NiFe 2O 4单体粉末的XRD 谱图.图1(A)中的衍射峰与BaTiO 3(JCPDF No:05⁃0626)的衍射峰完全对应,未出现其它衍射峰.图1(B)中的衍射峰与NiFe 2O 4(JCPDF No:10⁃0325)的衍射峰完全对应,未出现其它衍射峰.可见,所合成的BaTiO 3和NiFe 2O 4单体产物纯净,无其它杂相生成.Fig.1 XRD patterns of BaTiO 3(A )and NiFe 2O 4(B )powders 413高等学校化学学报 Vol.34 Fig.2 XRD patterns of x NiFe 2O 4/(1-x )BaTiO 3composites x :a .0.1;b .0.2;c .0.3;d .0.4;e .0.5;f .0.6.图2是采用溶胶⁃凝胶法制备的BaTiO 3和NiFe 2O 4单体粉末按照不同摩尔比于1200℃固相烧结后得到的x NiFe 2O 4/(1-x )BaTiO 3(x =0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6)系列复合材料在室温下的XRD 谱图.图2中的衍射峰均可标定为BaTiO 3相和NiFe 2O 4相.即使在x =0.1时,NiFe 2O 4的衍射峰也很明显,说明复合材料中NiFe 2O 4和BaTiO 3两相是共存的,烧结过程中未发生铁磁相和铁电相之间的化学反应.另外,从图2还可以观察到,随着NiFe 2O 4含量的增加,其衍射峰强度增强,且BaTiO 3的衍射峰强度随着NiFe 2O 4含量的增加而降低.在两相共存的基础上,NiFe 2O 4和BaTiO 3都完好地保持了自己的晶体结构,NiFe 2O 4为尖晶石结构,BaTiO 3为四方钙钛矿结构.2.2 SEM 和TEM 结果分析图3为x NiFe 2O 4/(1-x )BaTiO 3复合材料的SEM 照片.从图3可以看出,晶粒之间的团聚现象明显,图3(A)中晶粒团聚现象最少,晶粒平均尺寸较小,最小晶粒直径为100nm 左右.Fig.3 SEM images of x NiFe 2O 4/(1-x )BaTiO 3compositesx :(A)0.1;(B)0.2;(C)0.3;(D)0.4;(E)0.5;(F)0. 6.Fig.4 Low magnification TEM (A ),HRTEM (B )images and EDS pattern (C )of 0.1NiFe 2O 4/0.9BaTiO 3(B)BTO:BaTiO 3;NFO:NiFe 2O 4.图4(A)为复合材料0.1NiFe 2O 4/0.9BaTiO 3的TEM 照片.可见,所得复合材料呈颗粒状,粒径不均匀,平均尺寸为20nm 左右.图4(B)是图4(A)中矩形区域的HRTEM 照片.从图中可以清晰地看到两种晶格,根据标尺显示的晶格常数,可以标定两种物质的晶面.晶面间距为0.2825nm 的物质为513 No.2 刘艳清等:复合多铁材料NiFe 2O 4/BaTiO 3的制备及性能钙钛矿结构的BaTiO 3,与BaTiO 3的(110)晶面间距值相对应;晶格间距为0.2906nm 的物质为尖晶石结构的NiFe 2O 4,与NiFe 2O 4的(220)晶面间距值相对应.这进一步验证了XRD 的测试结果,说明材料中实现了铁电相与铁磁相的共存.另外,从图4(B)中还可以看到两种结构的清晰界面,显然在界面处两种物质存在不同程度的缺陷,其中钙钛矿结构的BaTiO 3缺陷更明显些.图4(C)是x =0.1时复合材料的EDS 谱图,从中可以看出样品中不存在两相组成以外的其它元素,这进一步验证了XRD 的结果.2.3 铁电性能测试图5为x NiFe 2O 4/(1-x )BaTiO 3(x =0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6)复合材料在电压50kV 下进行铁电性能测试得到的电滞回线图.从图5可以看出,各组分的复合材料都具有明显的铁电性.表1给出了样品的最大电极化值(P max )㊁剩余极化强度(P r )及矫顽场(E c )的具体数值.从表1中可以看出,Fig.5 P⁃E loops of x NiFe 2O 4/(1-x )BaTiO 3composites at room temperature最大电极化值㊁剩余极化强度和矫顽场随着材料成分的变化而明显变化.随着NiFe 2O 4含量由0.1增加到0.6,最大电极化值由3.75μC /cm 2下降到0.69μC /cm 2.这说明顺电相NiFe 2O 4的存在导致了铁氧体含量增加时复合材料铁电极化值的下降[7,8].当NiFe 2O 4含量由0.1上升到0.2时,最大电极化值迅速下降到1.67μC /cm 2,此后,随着NiFe 2O 4含量的增加,最大电极化值虽然总体保持着下降趋势,但是下降程度明显缓慢,表明复合材料中NiFe 2O 4含量存在着一个临界值,当NiFe 2O 4 Table 1 Values of maximum polarizations (P max ),rema⁃nent polarizations (P r )and coercive field (E c )for x NiFe 2O 4/(1-x )BaTiO 3compositesxP max /(μC㊃cm -2)P r /(μC㊃cm -2)E c /(kV㊃cm -1)0.13.750.857.740.21.670.357.210.30.990.227.130.41.030.288.880.50.750.136.240.60.690.4018.56含量达到临界含量之后,对BaTiO 3的极化能力产生明显影响.样品的剩余极化强度在NiFe 2O 4的含量从x =0.1增加到x =0.5的过程中也呈现出下降的趋势,但当x =0.6时又有所升高.这可能与低界面极化㊁应力㊁机电耦合以及电光活性有关[28].随着NiFe 2O 4含量由0.1增加到0.6,矫顽场由7.74kV /cm 升高到18.56kV /cm,这可能是由于随着电阻较低的铁氧体含量的增加,复合材料越来越难极化,从而使矫顽场升高.2.4 介电性能测试图6示出了复合材料的介电常数随频率的变化情况.测试频率范围为50Hz ~1MHz.从图6可以Fig.6 Frequency dependence of the dielectric constantof x NiFe 2O 4/(1-x )BaTiO 3composites Fig.7 Frequency dependence of the dielectric loss (tan δ)of x NiFe 2O 4/(1-x )BaTiO 3composites看出,复合材料的介电常数对频率有明显的依赖性,随频率的增加而降低.当x <0.3时,介电常数比x >0.3时高出很多,说明x <0.3时材料的介电性主要是由于BaTiO 3引起的,而NiFe 2O 4的存在阻隔了613高等学校化学学报 Vol.34 BaTiO 3之间的接触,使得BaTiO 3的极化受到了影响.另外,所有样品的介电常数在高频下表现出良好的稳定性,这说明在频率较高时,材料内部的电偶极子的翻转跟不上外加电场的变化,仅仅是电子的极化在高频下对极化有贡献[29].图7示出了复合材料的介电损耗随频率的变化,测试频率范围为50Hz ~1MHz.可以看出复合材料的介电损耗总的变化趋势与介电常数随频率的变化相似,介电损耗在较低频率下随着频率的增大而下降.随着NiFe 2O 4含量的增加,介电损耗变大,这种现象产生的可能原因是随着NiFe 2O 4含量的增加,复合材料中NiFe 2O 4颗粒之间直接接触的机会增加,使得复合材料的漏电流增大,介电损耗上升.2.5 磁性能测试图8(A)为x NiFe 2O 4/(1-x )BaTiO 3复合材料的磁性测试结果.从图8(A)可以看出,所有材料都具有饱和的磁滞回线,说明材料存在着有序的磁结构.复合材料的磁性随着NiFe 2O 4含量的增加而上升.图8(B)是材料的饱和磁化强度(M s )和剩余磁化强度(M c )随着NiFe 2O 4含量的变化情况.很明显,随着NiFe 2O 4含量的增加,样品的M s 和M r 均呈现增加趋势,当x 由0.1增加到0.6时,M s 值由3.506A㊃m 2/kg 增加到24.139A㊃m 2/kg.这是由于在两相组成的复合结构中,磁性的主要来源是NiFe 2O 4.Fig.8 Magnetization⁃magnetic filed (M⁃H )loops (A )and content dependence of M r (a ),M s (b )of x NiFe 2O 4⁃(1-x )BaTiO 3composites (B )(A)x :a .0.1;b .0.2;c .0.3;d .0.4;e .0.5;f .0.6.3 结 论利用溶胶⁃凝胶与固相烧结相结合的方法制备了NiFe 2O 4/BaTiO 3系列复合材料.研究表明,在该材料中钙钛矿结构BaTiO 3与尖晶石结构NiFe 2O 4两种物质共存.TEM 结果显示复合材料呈异质结构,HRTEM 图像中看到了清晰的NiFe 2O 4和BaTiO 3两种结构,并且在两相接触处能够看到清晰的界面.电滞回线表明,复合材料具有明显的铁电性,但同时也存在漏电.介电常数和介电损耗的测量结果说明材料具有介电性,介电常数和介电损耗均随着频率的增加而下降,并且NiFe 2O 4的存在影响了材料的介电性质.磁性研究表明,复合材料中存在着有序的磁结构,这种磁有序结构来源于NiFe 2O 4,样品的饱和磁化强度和剩余磁化强度均随着复合材料中NiFe 2O 4含量的增大而上升.参 考 文 献[1] Yan L.,Yang Y.D.,Wang Z.G.,Xing Z.P.,Li J.F.,Viehland D.,J.Mater.Sci.,2009,44(19),5080 5094[2] Ma J.,Hu J.M.,Li Z.,Nan C.W.,Adv.Mater.,2011,23(9),1062 1087[3] Lee J.H.,Fang L.,Vlahos E.,Ke X.L.,Nature ,2010,466,954 958[4] Yu M.,Hu J.Z.,Liu J.H.,Li 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Normal University,Siping136000,China)Abstract Through sol⁃gel and solid state sintering method,x NiFe2O4/(1-x)BaTiO3(x=0.1,0.2,0.3, 0.4,0.5,0.6)multiferroic composites were synthesized.X⁃Ray diffraction(XRD)result indicates the coe⁃xistence of both spinel NiFe2O4and pervoskite BaTiO3phase.Scanning electron microscopy(SEM)images show that the composites are heterogeneous structure.From the high resolution transmission electron microsco⁃py(HRTEM)image,the interface of the two phases is obviously observed.x NiFe2O4/(1-x)BaTiO3compo⁃sites exhibit both ferroelectric and ferromagnetic properties and the polarization⁃electric field(P⁃E)loops indi⁃cate the ferroelectric property of the composites with the tendency of leakage.The effects of frequency on die⁃lectric constant(εr)of composites showεr of the composites decrease with increasing the frequency and reach a constant value in the low frequency.The content of the ferromagnetic phase also has influence on the dielec⁃tric property.The magnetic measurement of the composites indicates the mangetic properties of the composites originate from NiFe2O4and the magnetization of composites increases with increasing the content of NiFe2O4. Keywords Multiferroic composites;BaTiO3;NiFe2O4;Ferroelectric property;Ferromagnetic property(Ed.:F,K,M) 813高等学校化学学报 Vol.34 。
固体物理学中的多铁性与多铁材料多铁性是指材料在外加电场、磁场或机械应力等刺激下能够同时表现出磁性和铁电性的特性。
这种材料具有潜在的应用前景，因为多铁性能够为新型电子器件的设计和制造提供新思路。
本文将介绍固体物理学中的多铁性研究和多铁材料的应用。
一、多铁性的研究历史及意义多铁性的研究可以追溯到20世纪末，当时科学家们发现铁电材料和磁性材料之间存在着某种联系。
后来，随着研究的深入，人们意识到这种联系在一些晶体结构中可以同时实现，从而形成了多铁性材料的概念。
多铁性材料的研究对于发展新型电子器件有着重要的意义。
例如，利用多铁性材料可以实现磁场或电场控制的电子器件，从而提高器件的性能、降低功耗。
此外，多铁性材料还可以应用于传感器、存储器和电荷耦合器等领域。
二、多铁性的机制多铁性的发现和解释依赖于材料的晶格结构和电子结构。
不同的机制可以导致不同类型的多铁性，如铁电-铁磁耦合机制、荷电耦合机制和自旋耦合机制等。
铁电-铁磁耦合机制是指通过控制外加电场或磁场来改变材料的铁电和铁磁性质。
这种机制主要依赖于材料晶格结构中的离子位移和电子自旋耦合效应。
荷电耦合机制是指通过控制外加电场来改变材料的离子位移和电子结构。
这种机制主要依赖于材料中的极化效应和荷电耦合效应。
自旋耦合机制是指通过控制外加磁场来改变材料的自旋结构和电子结构。
这种机制主要依赖于材料中的自旋-轨道耦合效应和自旋-自旋耦合效应。
三、多铁材料的分类多铁材料可以分为单相多铁材料和复相多铁材料。
单相多铁材料指的是一种材料同时具有铁电和铁磁性质。
复相多铁材料是指通过两个或多个单相材料的复合形成铁电-铁磁耦合效应。
根据多铁性材料的组成和结构，可以进一步将其分类为无机多铁材料和有机多铁材料。
无机多铁材料主要以金属氧化物为代表，具有较高的铁电和铁磁性能。
有机多铁材料主要以有机分子和/或有机配合物为基础，具有可调性和柔韧性等优势。
四、多铁材料的应用前景多铁材料的应用前景十分广泛。
物理化学中的铁电性与多铁材料铁电性和多铁材料是物理化学领域中一个热门的话题。
铁电性指的是一种特殊的电性质，同时具有电荷分离和极性，类似于磁性中的极性磁化。
多铁材料则是指一种材料，它集成了不同种类铁性，如铁磁性、铁电性和弹性铁性等，能够同时响应多个外部刺激，如电场、磁场、力场等。
铁电性铁电体是一类具有铁电性的晶体，铁电性即晶体对电场的响应，表现为晶体在外加电场作用下出现极化现象。
由于电子在晶体中以复杂的方式运动，因此铁电材料具有复杂的晶体结构和物理性质。
例如，铁电体一般具有高的介电常数和压电效应，在电子学和光学等领域具有广泛的应用。
铁电体有不同的分类方法，其中一种常见的分类方式是基于铁电性质的来源。
一类来自离子位置发生移动的极化，称为外场极化，常见的外场极化的材料有Pb(Zr,Ti)O3和BaTiO3等。
另一类来自于离子的择优排列引起的极化，称为自发极化，常见的自发极化材料有铁电玻璃、聚合物和某些无机化合物等。
铁电性质取决于材料的晶体结构和化学组成，在实际应用中常常需要通过控制晶体结构和化学构造来调节铁电性质。
多铁材料多铁材料是一类同时具有多种铁性的材料，如铁磁性、铁电性、弹性铁性等。
这些铁性之间有可能相互作用，从而引起独特的物理效应。
多铁材料的研究涉及到物理、化学、材料科学等多个学科领域，是当前材料学热门的研究方向之一。
多铁材料的设计和合成具有一定难度，需要考虑不同铁性之间的相互作用和协同效应。
例如，在铁电-铁磁多铁材料中，电偶极矩和磁矩之间可以相互转换，从而实现电-磁耦合效应。
多铁材料的研究不仅可以为新型器件的开发提供基础，同时也有助于更好地理解铁性材料的物理特性。
总结铁电性和多铁材料是物理化学领域中研究热点之一。
铁电性和多铁材料的研究不仅有助于开发新的功能材料，同时也有助于深入理解铁性材料的特性和物理机制。
在未来的研究中，为了更好地利用铁性材料的特性，需要继续探寻新的铁性材料和调节铁性材料性质的方法。
