Введение к работе
Актуальность работы. Магнитоэлектрические (МЭ) композиционные материалы представляют собой твердые гетерогенные системы, состоящие из двух активных фаз: пьезоэлектрической и магнитострикционной. Благодаря своей уникальной способности взаимно преобразовывать электрическую н магнитную энергию они открывают принципиально новые возможности в электронном приборостроении, при этом ряд технических проблем, которые решаются в настоящее время созданием многоузловых конструкций, можно решить на уровне материала. В связи с этим изучение мате-риаловедческих аспектов проблемы магнитоэлектричества представляется весьма актуальным. По сравнению с другими тинами материалов, обладающих МЭ эффектами, МЭ композиты имеют ряд существенных преимуществ, к которым относятся высокие температуры фазовых переходов и лучшая на сегодняшний день эффективность МЭ преобразования, технологичность, возможность целенаправленного выбора компонентов и изменения состава и свойств композитов в широких пределах, а также сохранение на достаточно высоком уровне параметров исходных материалов, что может оказаться полезным при конструировании на их основе различных приборов и технических устройств.
В настоящее время исследован целый ряд феррит-пьезоэлектрических систем, изучены пьезоэлектрические, магнитные и МЭ свойства некоторых композитов, выяснен ряд факторов, влияющих на их МЭ чувствительность, а также некоторые технологические особенности получения высокоэффективных материалов. Однако следует отметить, что в основном рассматриваются смесевые композиты, не уделяется должного внимания вопросам оптимизации составов исходных компонентов, а вопросы химического межфазного взаимодействия зачастую не обсуждаются вовсе, в большинстве работ не освещаются пьезоэлектрические и упругие свойства мак-риалов, хотя знание их необходимо. Таким образом, на данном напе требуется детальное и по возможности более глубокое изучение названных проблем.
2 .
Цели и задачи диссертации-.
разработка и оптимизация технологий МЭ композитов с связностью 3-3 (смесевые), 2-2 (слоистые), 1-3, 11 (стержневые) изучение влияния типа связности композита, способа получения различных технологических факторов (легирование, предварителі ный обжиг компонентов, изменение толщины слоев и др.) на пьезе электрические и МЭ параметры композитов;
комплексное исследование диэлектрических, пьезоэлектричб скнх и МЭ свойств композитов и выявление взаимосвязи МЭ чувст вительности с другими параметрами МЭ материалов, а также свой ствами чистых компонентов;
исследование межфазных взаимодействий в системах пьеза электрик-феррит.
Научная новизна.
показано, что слоистые и стержневые композиты по сравн нию со смесевыми имеют более высокие пьезоэлектрические и ма нитоэлектрические параметры, что объясняется анизотропноегь структур и согласуется с известными моделями МЭ композитов;
изучено и сопоставлено влияние изменения состава композ тов, легирования акцепторными добавками, введения легкоплавкі компонентов, предварительного обжига материалов и других факт ров на свойства МЭ композитов различных типов связности;
определен круг пьезоматериалов, наиболее эффективных хмесевых и слоистых МЭ композитах;
выявлена корреляция между магнитоэлектрической и пьез< электрической чувствительностью слоистых композитов;
исследовано химическое взаимодействие в системе желез* ипрневый гранат - цирконат-титанат свинца (ЖИГ - ЦТС).
Практическая ценность. Разработаны технологии высокоэс]
фективных смесевых и слоистых МЭ композитов.. Впервые предок
жен лабораторный способ получения стержневых композитов, ш
зпопяюйшн получать образцы для исследовательских целей. Поіг
ченные материалы перспективны для использования в электронно
приборостроении. Из них могут быть изготовлены датчики ПОСТОЯ!
ны.ч н переменных магнитных полей, удвоители частоты, прибор:
для бесконтактного "определения силы тока в электрических кабеля;
а іакже целый ряд СВЧ-устройств. .';.; .,„."..'
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались :а II и III международных конференциях по магнитоэлектрическим заимодействиям в кристаллах (Аскона (Швейцария), 1993 г. и Нов-ород, 1996 г.)
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 ра-іот, в том числе 5 статей в центральной печати.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из бвс-;ения, литературного обзора и экспериментальной части, заключе-:ия, выводов, списка цитируемой литературы. Работа изложена на Об страницах машинописного текста, содержит 14 таблиц, 29 ри-унков. Библиография включает 101 наименование работ отечсст-енных и зарубежных авторов.
