ВВЕДЕНИЕ ...................................................................................................................... 5
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ......................................................................... 14
1.1 Классификация мультиферроичных систем .................................................... 14
1.2 Общие принципы конструирования активных композитов ............................ 16
1.3 Механизм реализации магнитоэлектрического эффекта в двухфазных мультиферроичных системах и критерии их эффективности ................................. 20
1.4 Характеристика строения, свойств и способов получения прекурсоров для изготовления магнитоэлектрической композиционной керамики .......................... 22
1.4.1 Магнитострикционные оксидные магнетики (ферриты) ........................... 23
1.4.1.1 Кристаллическая и магнитная структура ............................................... 23
1.4.1.2 Низкотемпературные способы получения и применение ферритов..... 37
1.4.2 Кислородсодержащие пьезоэлектрики ........................................................ 40
1.4.2.1 Кристаллическая структура .................................................................... 40
1.4.2.2 Керамические материалы на основе цирконата-титаната свинца ........ 42
1.4.2.3 Титанат-цирконат бария-кальция ............................................................. 44
1.4.2.4 Ниобат лития-натрия-калия ...................................................................... 49
1.4.2.5 Титанат натрия-висмута ............................................................................ 51
1.5 Смесевые магнитоэлектрические композиты на основе оксидных пьезоэлектрических и магнитострикционных компонентов ................................... 53
1.5.1 Композиционные материалы на основе гексаферритов ............................. 53
1.5.2 Композиционные материалы на основе железо-иттриевого граната ........ 55
1.5.3 Композиционные материалы на основе ферритов-шпинелей ................... 56
1.6 Состояние границы между фазами как критерий эффективности магнитоэлектрического преобразования в гетерогенных мультиферроичных системах........................................................................................................................ 67
1.6.1 Межфазные химические взаимодействия в МЭ композитах с образованием посторонних фаз ................................................................................. 67
1.6.2 Межфазное легирование компонентов МЭ композитов ............................. 71
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ .......................................................... 74
2.1 Объекты исследования ....................................................................................... 74
2.2 Методы исследования ........................................................................................ 75
3
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ .................................................... 79
3.1 Смесевые магнитоэлектрические композиты на основе железо-иттриевого граната и бессвинцовых пьезоэлектриков ................................................................ 79
3.1.1 Подготовка образцов .................................................................................... 79
3.1.2 Анализ результатов ...................................................................................... 80
3.1.3 Выводы к разделу 3.1 ................................................................................... 92
3.2 Смесевые магнитоэлектрические композиты на основе титаната-цирконата бария-кальция и модифицированного феррита никеля со структурой шпинели ... 93
3.2.1 Подготовка образцов .................................................................................... 94
3.2.2 Анализ результатов ...................................................................................... 96
3.2.2.1 Композиционная керамика x масс.% BCZT + (100-x) масс.% NCCMF, полученная способом 1 .............................................................................................. 96
3.2.2.2 Композиционная керамика x масс.% BCZT + (100-x) масс.% NCCMF, полученная способами 2-3 ....................................................................................... 103
3.2.2.3 Исследование влияния ряда факторов (добавки оксида кремния, изготовления пресс-заготовок при приложении магнитного поля, размеров частиц пьезоэлектрика) на свойства композитов ............................................................... 112
3.2.3 Выводы к разделу 3.2 ................................................................................. 115
3.3. Композиционная керамика на основе обогащенного железом пьезоэлектрика титаната-феррониобата свинца и модифицированного феррита никеля со структурой шпинели ................................................................................................ 117
3.3.1 Подготовка образцов .................................................................................. 118
3.3.2 Анализ результатов .................................................................................... 119
3.3.3 Выводы к разделу 3.3 ................................................................................. 132
3.4. Смесевые магнитоэлектрические композиты на основе модифицированного гексаферрита свинца и пьезоматериала цирконата-титаната свинца промышленной марки ЦТСНВ-1 ............................................................................ 133
3.4.1 Подготовка образцов .................................................................................. 133
3.4.2 Анализ результатов .................................................................................... 134
3.4.2.1 Исследование фазообразования при синтезе гексаферритов Pb1–xLaxFe12–xZnxO19 гель-метолом ................................................................................. 134
3.4.2.2 Композиционная керамика 50 масс. % ЦТСНВ-1 + 50 масс. % Pb1–xLaxFe12–xZnxO19 ........................................................................................................ 138
4
3.4.2.3 Выводы к разделу 3.4 ............................................................................ 144
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ........................................................................................................... 146
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ .................................................. 149
ПРИЛОЖЕНИЕ 1 (Акт о внедрении в учебный процесс) ...................................... 170
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 (Акт испытаний магнитоэлектрических композитов, полученных в диссертационной работе, в ООО «ГалОмедТех» ............................ 172
