多铁性材料haohao

多核羟基氧化铁1. 引言多核羟基氧化铁（Magnetite, Fe3O4）是一种重要的磁性材料，具有广泛的应用前景。

它由铁离子和氧离子组成，具有高比表面积、优异的磁性能以及良好的生物相容性。

在医学、环境科学、能源等领域，多核羟基氧化铁都发挥着重要作用。

本文将详细介绍多核羟基氧化铁的合成方法、物理化学性质以及在不同领域中的应用。

2. 合成方法多核羟基氧化铁可以通过多种合成方法得到，常见的包括热分解法、共沉淀法、水热法等。

2.1 热分解法热分解法是一种常用的制备多核羟基氧化铁的方法。

该方法通过将金属盐溶液进行高温处理，使其发生分解反应生成固态产物。

具体步骤如下： 1. 预先准备含有金属盐（如FeCl2和FeCl3）溶液； 2. 将溶液加热至一定温度，使金属盐发生分解反应； 3. 控制反应时间和温度，得到多核羟基氧化铁颗粒。

2.2 共沉淀法共沉淀法是另一种常用的合成多核羟基氧化铁的方法。

该方法通过将两种或多种金属盐溶液混合并加入还原剂，使金属离子还原成金属颗粒并沉淀下来。

具体步骤如下： 1. 准备含有两种或多种金属盐（如FeCl2和FeCl3）溶液； 2. 将溶液混合，并加入适量的还原剂（如氢氧化钠）； 3. 搅拌溶液，并控制反应时间和温度； 4. 沉淀下来的固体即为多核羟基氧化铁。

2.3 水热法水热法是一种在高温高压下进行反应的合成方法。

该方法可以得到纳米级别的多核羟基氧化铁颗粒。

具体步骤如下： 1. 预先准备含有金属盐（如FeCl2和FeCl3）溶液； 2. 将溶液倒入高压容器中，并加入适量的还原剂和表面活性剂； 3. 将容器密封，加热至一定温度并保持一定时间； 4. 冷却容器，并取出沉淀的多核羟基氧化铁。

3. 物理化学性质多核羟基氧化铁具有许多独特的物理化学性质，包括磁性、光学性质等。

3.1 磁性多核羟基氧化铁是一种典型的磁性材料，具有高磁饱和度和低剩余磁感应强度。

它可以在外加磁场下实现自发磁化，并且具有较强的顺磁响应。

（申请工学硕士学位论文）多铁性材料的制备及性能表征培养单位：材料复合新技术国家重点实验室学科专业：材料加工工程研究生：王敏指导教师：谭国龙教授2011年5月分类号密级UDC 学校代码 10497题 目 多铁性材料的制备及性能表征 英 文题 目 Preparation and characterization of multiferroic materials研究生姓名 王敏姓名 谭国龙 职称 教授 学位 博 士指导教师单位名称 国家重点实验室 邮编 430070申请学位级别 工学硕士 学科专业名称 材料加工工程论文提交日期 2011年5月 论文答辩日期 2011年5月学位授予单位 武汉理工大学 学位授予日期答辩委员会主席评阅人2011年5月独创性声明本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。

与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。

签 名： 日 期：学位论文使用授权书本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权武汉理工大学可以将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存或汇编本学位论文。

同时授权经武汉理工大学认可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会公众提供信息服务。

（保密的论文在解密后应遵守此规定）研究生（签名）： 导师（签名）： 日期摘要多铁性材料是最近几年发展起来的一类磁电功能材料，它集铁磁性和铁电性于一体，并且两者之间存在耦合效应，因而在信息储存、自旋电子器件、磁传感器、电容-电感一体化器件以及微波技术领域有着广泛的应用前景。

多铁性材料的纳米尺度特性第一部分多铁性材料的基本概念 (2)第二部分纳米尺度下多铁性材料的形成 (5)第三部分纳米尺度对多铁性材料性质的影响 (8)第四部分多铁性材料的磁性特性研究 (12)第五部分多铁性材料的电性特性研究 (15)第六部分纳米尺度下多铁性材料的制备方法 (19)第七部分纳米尺度下多铁性材料的应用前景 (22)第八部分纳米尺度下多铁性材料的挑战与对策 (25)第一部分多铁性材料的基本概念多铁性材料的基本概念多铁性材料是一类具有多种铁电、铁磁和铁弹相共存的材料。

这类材料在纳米尺度上表现出独特的物理和化学性质，使其在许多高科技领域具有广泛的应用前景。

本文将对多铁性材料的基本概念进行简要介绍。

1.铁电性铁电性是指某些晶体在无外电场作用下，其内部存在自发极化的现象。

这种自发极化可以在外加电场的作用下发生可逆的翻转，从而使材料的极化强度发生改变。

铁电材料在这一过程中具有高介电常数、高电容和高能量密度等特性，因此在电子器件、光学器件和储能等领域具有广泛的应用价值。

2.铁磁性铁磁性是指某些物质在外磁场作用下，其内部原子或离子的磁矩能够有序排列的现象。

这种有序排列使材料具有高的磁导率和磁能积，从而在磁存储、磁传感和磁耦合等领域具有重要的应用价值。

3.铁弹性铁弹性是指某些材料在应力作用下，其内部结构会发生可逆的形变，而在应力消失后，这种形变可以完全恢复的现象。

这种可逆的形变特性使铁弹性材料在机械传感、能量转换和智能材料等领域具有广泛的应用前景。

4.多铁性材料的特点多铁性材料具有以下特点：（1）多种功能并存：多铁性材料在同一晶体中同时具有铁电性、铁磁性和铁弹性等多种功能，这使得它们在许多高科技领域具有广泛的应用潜力。

（2）纳米尺度效应：多铁性材料在纳米尺度上表现出独特的物理和化学性质，如尺寸效应、表面效应和量子效应等。

这些效应使得多铁性材料在纳米尺度上具有更高的性能和更广泛的应用前景。

（3）可控性强：通过调控多铁性材料的组成、结构和制备工艺等因素，可以实现对其性能的精确控制，从而满足不同应用领域的需求。

弛豫多铁性材料研究进展魏永星;靳长清;曾一明【摘要】多铁性材料同时具有多种铁性(铁电性、铁磁性或铁弹性)的有序,可实现电磁信号的相互控制,成为近年来研究热点.在具有成分无序的复杂体系中,长程铁性有序有可能被打破,材料将表现出弛豫特性.我们将至少存在一种铁性弛豫特性的多铁性材料称之为弛豫多铁性材料.这类多铁性材料的极化强度(或磁化强度)在外加电场(或外加磁场)作用下响应更加灵敏,其磁电耦合机制与长程有序的多铁性材料不同.本文结合国内外最新研究成果,首先介绍了和弛豫铁性有序相关的物理概念,重点阐述了多铁性材料在铁电和铁磁双弛豫态下的磁电耦合机制;然后,详细介绍了钙钛矿结构(包括PbB1B2O3基和BiFeO3基材料)和非钙钛矿结构(包括层状Bi结构和非正常铁电体)弛豫多铁性材料的研究进展;最后,对该领域亟待解决的问题进行了展望.%The multiferroic material, which shows the coexistences of multi ferroic orders (ferroelectricity, ferro-magnetism or ferroelasticity), can realize the mutual control of the electric and magnetic signals, and becomes one of the hottest research topics. The long-range ferroelectric or ferromagnetic order may be broken in compositionally disordered systems. In this situation, it is posssible that materials display relaxor behavior. Multiferroic materials pos-sessiong at least one ferroic relaxor character can be named as relaxor multiferroics. The polarization (or magnetiza-tion) is very sensitive to the applied electric field (or magnetic field). Besides, the magnetoelectric coupling effect of relaxor multiferroics is different from that of multiferroics with long ferroic orders. In this paper, the most recent and important theoretical and experimental advances inthis new research field are reviewed. Firstly, basic physical con-cepts of the relaxor ferroic orders and the different mechanism of the magnetoelectric coupling effect on materials are introduced with the coexistence of relaxor ferroelectric ordering and relaxor magnetic ordering. Then, the recent re-searches on two sorts of the relaxor multiferroics, including perovskite (PbB1B2O3based and BiFeO3based) and non-perovskite (Bi-layered based and improperly ferroelectric based) structural materials, are reviewed. Finally, the further development of relaxor multiferroics is prospected.【期刊名称】《无机材料学报》【年(卷),期】2017(032)010【总页数】9页(P1009-1017)【关键词】弛豫性;多铁性材料;磁电耦合;纳米存储器件【作者】魏永星;靳长清;曾一明【作者单位】西安工业大学材料与化工学院, 西安710021;西安工业大学材料与化工学院, 西安710021;昆明贵金属研究所, 昆明650106【正文语种】中文【中图分类】TQ174多铁性材料是指同时存在两种或两种以上铁性有序(铁电序、铁磁序、铁弹性)的材料, 可以实现电信号和磁信号的交互控制, 在传感器、能量收集转换器、可调微波器件和新型存储器等领域具有巨大的应用前景[1-4]。

单相多铁材料中的电子自旋简介摘要：多铁性材料是指同时具有两种或者两种以上铁性序参量的物质。

多铁性材料中出色的磁电耦合效应，使其在自旋电子器件和多态存储等方面有着广阔的应用前景。

本文简单介绍多铁材料的定义与分类以及传统钙钛矿多铁材料中的电子自旋构型，重点阐述具有螺旋自旋序的磁致多铁材料。

关键词：多铁材料铁磁性螺旋序电子自旋引言1959年Dzyaloshinskii推断Cr2O3材料中存在磁电效应，随后不久便被Astrov 用实验所证实。

自此人们发现了第一个磁电耦合材料，多铁的概念开始出现，并开始了对所谓多铁材料的研究。

但是迄今为止发现的单相多铁性材料仍比较稀少，这主要是由于多铁性的产生会受到诸多因素的限制。

即使是现已被发现的单相多铁材料，其磁电耦合效应相较于实际应用来说也并不理想。

近些年来，人们发现一些材料铁电极化直接来源于特殊磁序，即螺旋自旋序结构的多铁材料。

这些材料显示出了良好的磁电耦合特性，因此得到了人们的广泛关注。

单相多铁材料的定义与分类单相多铁材料是指同时具有两种或者两种以上铁性序参量的单相材料，即同时具有铁磁性与铁电性，或者铁磁性、铁弹性、铁电性共存。

如果晶体在一定温度范围内具有自发极化强度（无外加电场存在时的极化强度），并且自发极化强度的方向可以随外加电场的变化而变化，这类晶体我们称为铁电体，它所具有的这种性质我们称为铁电性。

在铁电居里温度以上，铁电体不发生自发极化，在居里温度以上显示顺电性（类似顺磁性）；在铁电居里温度以下，铁电体发生自发极化，晶格结构发生畸变，表现出铁电性。

铁电有序要求空间反演对称性破缺。

而铁磁性与铁电性非常类似但也有很大的不同。

如果晶体在一定范围内具有自发磁化强度（无外加磁场作用情况下），并且自发磁化矢量可以随外加磁场的变化而变化，这类晶体我们称为铁磁体，同样它所具有的这种性质我们称为铁磁性。

多铁材料按照其铁电性与磁性的起源可以分成两大类，即第一类多铁性材料与第二类多铁性。

Engineering Equipment and Materials| 工程设备与材料 | ·97·2016年11月多铁性材料磁电性质的理论综述周 凯（装甲兵工程学院，北京 100072）摘 要：多铁性材料由于其同时具有铁电和铁磁性，部分具有铁弹性，是一种多功能新型材料。

现代社会对于仪器小型化的要求越来越高，多铁性材料是实现这一要求的重要选择。

通过其具有的磁电耦合效应实现电场和磁场的转换，可以实现新型功能器件的研制。

本文通过对多铁性材料的基本性质和应用的探讨，深入研究了进行多铁性材料磁电性质的研究中的关键理论方法。

关键词：多铁性材料；磁电性质；第一性；对称性中图分类号：TB741 文献标志码：A 文章编号：2096-2789（2016）11-0097-02现阶段对于多铁性材料的研究多集中于单相多铁材料和磁性诱导铁电体。

随着研究的推进，面对新的多铁性材料所表现出的性质，常规理论已不能进行很完美的解释。

由于多铁性材料在自旋电子器件和数据存储方面具有重要的应用潜力。

通过理论研究确定多铁性材料的机理并深入分析所表现出的性质，对于设计和研制新型多铁性材料具有重大而现实的意义。

1 多铁性材料的定义及应用1.1 多铁性材料的定义1994年，瑞士日内瓦大学的Schimid教授首次将多铁定义为同时存在铁电、铁磁或铁弹序等两种或者两种以上铁性序的材料，后来的研究又拓展到铁性磁涡旋的体系。

因此，通常所指的多铁性材料是指铁电与铁磁性共存的体系。

多铁性材料最为重要的性质之一是磁电祸合，简而言之就是磁性质和电性质之间相互调控，在通过电场或磁场分别实现磁化和极化的翻转是该性质的最终目的，如图1所示。

图1 铁电和铁磁性共存及相互调控1.2 多铁性材料的应用多铁性材料的应用主要集中在自旋电子器件、传感器和数据存储等方面。

铁磁性与铁电性的共存有利于实现器件小型化和多功能化，如使四态逻辑存储成为可能。

磁和电之间可能存在的祸合为多铁材料带来了额外的功能。

Gd掺杂的多铁性陶瓷BiFeO铁酸铋论文导读:：是少数在室温下同时具有铁电性和铁磁性的多铁性材料之一。

是用稀土元素对A、B位进行离子掺杂,用La3+。

论文关键词：铁酸铋，多铁性材料，掺杂1 引言BiFeO3是一种具有扭曲钙钛矿结构(R3c空间群)的单相磁电材料，室温下同时具有铁电(T C=830℃)与G型反铁磁(T N=370℃)有序，是少数在室温下同时具有铁电性和铁磁性的多铁性材料之一。

BiFeO3中铁电性和铁磁性的共存使其在信息存储、磁电传感器等领域具有广阔的应用前景。

科学家虽然很早就发现了BiFeO3中铁电与铁磁性的共存态，但在传统固相反应法制备的样品中易出现Bi2Fe4O9和Bi25FeO39等杂相，致使样品的漏导增大，铁电性能降低,大大限制了其应用前景。

此外，从磁性与晶体对称性关系考虑，BiFeO3特有的自旋螺旋G型反铁磁结构，只允许弱铁磁性的产生,而同时具有较强的铁电性与铁磁性是作为新型记忆材料和电容电感一体化的关键所在，纯的BiFeO3显然不能满足这一要求，因此要BiFeO3走向应用，就必须增强其铁电性与铁磁性，同时减少其高漏导。

为了改善BiFeO3陶瓷的多铁性能,学者们主要从两个方面进行了研究:一是将BiFeO3陶瓷与其他具有强铁电性的钙钛矿材料复合（与PbTiO3、BaTiO3等[1-3]复合，形成二元或三元固溶体体系）,从而破坏其特有的自旋螺旋反铁磁结构，增强其多铁性；二是用稀土元素对A、B位进行离子掺杂,用La3+，Nd3+铁酸铋，Sm3+等[4-6]离子替代晶体中的A位Bi3+离子,或用Co3+，Ti4+，Zr4+等[7-9]磁性或非磁性离子替代B位Fe3+以抑制氧空位的生成,同时破坏其反铁磁结构,改善多铁性能。

关于Gd掺杂的BiFeO3陶瓷研究已有报道，Khomchenko等[10-13]研究发现随着掺杂量的增大，其发生了由三角钙钛矿结构向正交钙钛矿结构的转变，并给出了Bi1-x Gd x FeO3陶瓷随着掺杂量变化的磁电相图论文的格式。

多铁性材料的制备工艺改进第一部分多铁性材料的基本概念 (2)第二部分多铁性材料的制备方法概述 (5)第三部分传统制备工艺的优缺点分析 (8)第四部分改进工艺的具体步骤介绍 (12)第五部分改进工艺对材料性能的影响 (15)第六部分改进工艺在工业应用中的前景 (19)第七部分改进工艺可能面临的挑战和问题 (23)第八部分未来多铁性材料制备工艺的发展趋势 (26)第一部分多铁性材料的基本概念多铁性材料的基本概念多铁性材料是一类具有多种铁电、铁磁和铁弹相共存的材料。

这类材料在电子、光电子、信息、能源等领域具有广泛的应用前景。

多铁性材料的研究始于 20 世纪 60 年代，随着科学技术的不断发展，多铁性材料的研究取得了显著的进展。

本文将对多铁性材料的基本概念进行简要介绍。

1.铁电性铁电性是指某些晶体在无外电场作用下，其内部存在自发极化的现象。

这种自发极化是由于晶格中的离子或分子在一定方向上的排列不对称所引起的。

当外加电场作用时，这些离子或分子会沿着电场方向重新排列，从而改变晶体的极化状态。

铁电性材料在外电场作用下，其极化强度与电场强度之间呈现非线性关系，这种现象被称为铁电效应。

2.铁磁性铁磁性是指某些物质在外磁场作用下，其内部原子或分子的磁矩有序排列的现象。

这种有序排列是由于晶格中的离子或分子之间的相互作用力所引起的。

当外加磁场作用时，这些离子或分子会沿着磁场方向重新排列，从而改变材料的磁性状态。

铁磁性材料在外磁场作用下，其磁化强度与磁场强度之间呈现线性关系，这种现象被称为磁滞效应。

3.铁弹性铁弹性是指某些材料在外应力作用下，其内部原子或分子的排列发生可逆的变化，从而导致材料的体积、形状或密度发生变化的现象。

这种可逆变化是由于晶格中的离子或分子之间的相互作用力所引起的。

当外加应力作用时，这些离子或分子会沿着应力方向重新排列，从而改变材料的弹性性能。

铁弹性材料在外应力作用下，其应变与应力之间呈现线性关系，这种现象被称为弹性效应。