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与Co1.75Fe1.25O4铁氧体相比，铁磁共振Co1.75Fe1.25O4铁氧体与铁电BaTiO3钙钛矿复合材料的介电和铁电性能改性

DOI：10.1016/j.compositesb.2018.12.067 期刊：Composites Part B: Engineering 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:23:52
摘要： 将具有立方尖晶石结构（空间群Fd3m）的亚铁磁性Co1.75Fe1.25O4铁氧体与具有四方结构（空间群P4mm）的铁电性BaTiO3钙钛矿按50:50质量比混合制成复合材料。最终将盘状复合粉末加热至1000°C以研究其结构、介电及铁电性能。相较于复合前的铁氧体材料，复合样品的电导率、介电响应和铁电性能均发生显著改变。该复合体系较铁氧体样品展现出介电常数提升、介电损耗因子降低及电导率减小的特性。通过采用Jonscher幂律分析交流电导数据、基于等效电路模型的Cole-Cole图复阻抗谱以及Kohlrausch-Williams-Watts(KWW)模型复电模谱，阐明了介电性能改变的机制。复合材料中的电导率在测量温度400K（接近BaTiO3铁电相变点）以下由小极化子跳跃(SPH)主导，更高温度下则出现大极化子跳跃导电的重叠；而铁氧体样品在整个测量温区内均由SPH主导。复合样品中主要影响低频段和高测量温度区的空间电荷极化效应显著减弱。根据相位差的温度依赖性、明确的铁电极化回线及相关电学参数，证实了复合样品的高电容响应及其向高测量温度区的延伸特性。
作者： R.N. Bhowmik，M.C. Aswathi
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

研究由亚铁磁性Co1.75Fe1.25O4铁氧体与铁电性BaTiO3钙钛矿构成的复合材料的结构、介电及铁电性能，并与纯铁氧体的性能进行对比，以理解介电性能改变的机制并提升材料在多功能器件应用中的性能表现。

研究成果

与单一铁氧体相比，Co1.75Fe1.25O4与BaTiO3的复合材料表现出更高的介电常数、更低的介电损耗以及改善的铁电性能。复合材料的导电机制从小极化子跳跃转变为重叠的大极化子跳跃。相间耦合起关键作用，铁氧体组分的预退火处理会影响材料性能。这使得该复合材料在储能和多功能器件应用中具有良好前景。

研究不足

该研究仅限于多晶块体样品，在高温下可能出现漏电流和空间电荷极化效应。测量结果受所用频率和温度范围的限制，微量杂质相的存在可能影响结果。通过调整不同配比或加工条件，复合材料的性能或可进一步优化。

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