Ni-PZT-Ni圆柱环状磁电复合材料的制备和磁电效应频率响应特性研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

一﹑磁电效应，磁电复合材料

磁电效应，即材料在外加磁场作用下产生电极化或者在外加电场作用下产生诱发磁化的现象，其强度用来表示，其中为磁电转换系数。另外，人们常用来表征磁电材料磁电转换效应的物理量是磁电电压系数e，其与的关系是。这类具有磁电效应的材料可以实现磁场能量与电场能量之间的转换，是一种重要的功能材料。早期发现的具有磁电效应的材料是单相材料(cr2o3，bifeo3等)，但它们的居里温度远低于室温，且磁电效应非常弱，这使得用单相材料制造应用器件变得很困难[2]。后来人们提出将磁致伸缩材料与压电材料结合成磁电复合材料的方案。复合材料的磁电效应是一种乘积效应：施加于复合材料上的磁场在磁致伸缩相产生应变，该应变传输到压电相即产生电极化[3]。复合材料居里温度较高，且能获得理想的磁电效应，所以其在微波领域，宽波段磁探测，磁场感应器和灵敏传感器等领域有着广泛而重要的用途。在实验领域，不同组分、构型、制备方法相继出现；而在理论方面，对磁电效应产生根源的深入理解、对影响磁电效应因素的具体分析等工作都将磁电复合材料的研究带到了新的高度。

磁电复合材料的组分材料的选取直接决定了复合材料所产生磁电效应的强弱。在过去的实验研究中，除了一种是使用热释电材料和磁致伸缩材料作组分外[4]，几乎所有研究使用的组分材料都是压电材料和磁致伸缩材料。开创性的batio3/cofe2o4实验成功之后，人们研究了一系列钛酸盐/铁氧体的复合材料[5-8]。常用的压电材料是具有强压电性能且经济实用的pzt,而磁致伸缩材料的选取除了铁氧体外，具有强磁致伸缩性能的terfenol-d也是很好的选择。因此，pzt/ferrite与pzt/terfenol-d是迄今为止使用频率最高的复合材料[2,9-14]。当然也有含其他组分的料料存在关于重掺杂的钛酸盐/铁氧体的复合材料如ba0.8pb0.2tio3/cufe1.8cr0.2o4[15]。实验上选用的压电相组分还包括ba4ti3o12[2]、聚偏二氟乙烯（pvdf）[16]、x=mg，zn。另外，可供选用的磁致伸缩组分有life5o8，yig和波明德合金。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

采用化学镀的方法制备Ni-PZT-Ni圆柱环状磁电复合材料，利用超高频锁相放大器进行磁电系数频率响应的测量，并运用弹性力学的方法建立理论模型，与实验结果进行比较。

要求：较强的实验操作能力；一定的理论分析能力；一定的计算机编程能力。