毕业论文课题相关文献综述

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。

二﹑磁电复合材料的结构与制备

磁电复合材料大致有三种。第一种是混合颗粒复合材料，一般通过烧结法得到。上世纪70年代VanSuchtelen，vandenBoomgard等将压电材料BaTiO3和铁磁材料CoFe2O4混在一起共熔原位复合制得了第一个人工磁电复合材料。以后的一段时间里，尽管实验工作者们付出了很多努力，实验观测值仍然比理论预测值低一到两个数量级。经过分析总结[3]，两者的巨大差异主要是以下几方面原因所导致：一，在烧结过程中出现的组分间的化学相互作用；二，磁致伸缩相较低的电阻或者施加交变电压将引起传导相的涡流。如果电阻低，电极化的产生将变得困难且由于漏电现象的存在磁电效应将被削弱。因此，为了抑制渗流的产生，实现传导粒子在复合物中的理想排列是必要的，通过使用三相的PZT/Terfenol-D/PVDF可以较好地解决这个问题，这里PVDF用来作为颗复合材料的惰性基体。将Terfenol-D颗粒周围裹上一层表面活性剂的方法也可以有效地抑制渗流，但是这种做法有削弱磁电耦合的副作用；三，不同组分粒子间的机械缺陷将限制弹性耦合；四，电偶极矩不可能完全且统一地翻转。

第二种是层状复合材料。2001年，人们发现用层状复合物替代颗粒复合物的方法可以消除上述缺陷。受弯曲薄片构型[29]的启发，Ryu等发明了将厚度为0.5-0.7mm、烧结过且极化了PZT薄片夹在1mm厚的Terfenol-D薄片中的构型[2]。层状复合物的使用消除了组分间的化学相互作用，原因就是磁致伸缩组分和压电组分在它们粘合之前已被单独制备出。

第三种是异型结构复合材料，通常通过化学镀的方法制备。人们发现，传统的层状复合物大都通过切向应力进行耦合，若设计出圆柱形结构，盘-环结构等异形磁电复合材料通过法向应力耦合，能有效提高界面耦合,从而提高磁电效应[17-22]。异形磁电复合材料一般用化学镀的方法制备。

三﹑化学镀的制备方法及技术介绍

化学镀镍，又称为无电解镀镍，是在金属盐和还原剂共同存在的溶液中靠自催化的化学反应而在金属表面沉积了金属镀层的新的成膜技术。化学镀镍所镀出的镀层为镍磷合金，按其磷含量的不同可分为低磷、中磷、高磷三大类。

优异的镀液配方对于产生最优质的化学镀镍层是必不可少的。化学镀镍溶液应包括：镍盐、还原剂、络合剂、缓冲剂、促进剂、稳定剂、光亮剂、润湿剂等。