鈮酸鉀鈉/鐵酸鈷層狀磁電復(fù)合材料的制備及其性能

楊海波， 孫 創(chuàng)， 張錦濤

(陜西科技大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院， 陜西 西安 710021)

鈮酸鉀鈉/鐵酸鈷層狀磁電復(fù)合材料的制備及其性能

楊海波， 孫 創(chuàng)， 張錦濤

(陜西科技大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院， 陜西 西安 710021)

采用傳統(tǒng)固相法制備了(K0.5Na0.5)0.97Li0.03(Nb0.8Ta0.2)O3(KNNLT)/Co0.6Zn0.4Fe1.7Mn0.3O4(CZFM)層狀磁電復(fù)合材料.研究了鐵磁相CZFM對(duì)復(fù)合材料鐵電和磁電性能的影響，并通過(guò)XRD和SEM分析復(fù)合材料的相組成和微觀結(jié)構(gòu).結(jié)果表明：壓電相和鐵磁相的相界面有較微弱的離子擴(kuò)散，但沒有雜相產(chǎn)生.層狀復(fù)合材料具有較大的飽和極化強(qiáng)度(Ps=40.7μC/cm2)和優(yōu)異的壓電性能(d33=218 pC/N)，復(fù)合材料0.5KNNLT/0.5CZFM具有最大的磁電耦合系數(shù)256 mV/cm Oe.

磁電復(fù)合材料； 層狀； 鐵電性能； 磁電耦合性能

Abstract:In this work,the laminated composites of (K0.5Na0.5)0.97Li0.03(Nb0.8Ta0.2)O3(LKNNT)/Co0.6Zn0.4Fe1.7Mn0.3O4(CZFM) were successfully synthesized via the conventional solid-state sintering route to afford laminated composite KNNLT/CZFM.Detailed investigations were conducted on optimization of the magnitude of electrical,magnetic properties and magnetoelectric effect by varying CZFM mass ratios.The results show that a little ion diffusion between the two phases but no impurity phase occurres in the composites.It was found that the laminated composites possess the largest saturation polarization (Ps) of 40.7μC/cm2and the largest piezoelectric coefficient (d33) of 218 pC/N.The largest ME coefficient of the laminated LKNNT/CZFM composites reaches up to 256 mV/cm Oe at a bias magnetic field of 300 Oe with the frequency of 1 kHz.

Keywords:magnetoelectric composites; laminated; ferroelectric properties; magnetoelectric effect

0 引言

隨著社會(huì)的進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展以及器件微型化的需求，具有單一性能材料很難滿足新型器件對(duì)材料的要求，因此，制備和研究兼具多功能性的材料已經(jīng)成為材料領(lǐng)域的熱點(diǎn)[1-3].磁電材料是指同時(shí)兼有鐵電、鐵磁和磁電性能的多鐵性材料，簡(jiǎn)單地分為單相磁電材料和磁電復(fù)合材料.典型的單相磁電材料主要有Cr2O3、BiFeO3等，其居里溫度一般低于室溫，且室溫以上的磁電效應(yīng)十分微弱，故很難應(yīng)用到實(shí)際[4,5].而磁電復(fù)合材料是將鐵電材料和鐵磁材料通過(guò)復(fù)合的方式制得，不僅具有各單相的壓電性能和壓磁性能，同時(shí)能產(chǎn)生較高的磁電耦合性能，大大彌補(bǔ)了單相磁電材料的不足.磁電材料所具備的這些性能使其在傳感器、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器等其他電子器件存在著十分廣闊的應(yīng)用前景，《Science》雜志將其列為最值得關(guān)注的七大科學(xué)熱點(diǎn)之一[6,7].

目前，在具有2-2型連通結(jié)構(gòu)的層狀磁電復(fù)合材料中，較高電阻率的壓電相將較小電阻率的鐵磁相分隔開，相比顆粒復(fù)合材料具有較高的電阻率，大大降低了磁電復(fù)合材料的漏電流，提高了材料的磁電性能[8,9].磁電復(fù)合材料的磁電效應(yīng)是通過(guò)兩相以應(yīng)力為媒介的“乘積作用”來(lái)實(shí)現(xiàn)的，即壓電/鐵磁兩相之間的耦合作用，因此選取性能優(yōu)異的組成單相可以有效提高復(fù)合材料磁電性能.現(xiàn)如今，磁電材料主要是采用高壓電系數(shù)的鋯鈦酸鉛(PZT)與鐵氧體進(jìn)行復(fù)合制備而成[10,11].

隨著人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的需求，無(wú)鉛磁電復(fù)合材料已成為發(fā)達(dá)國(guó)家致力研發(fā)的熱點(diǎn)之一.無(wú)鉛磁電復(fù)合材料主要以BaTiO3基為主，但BaTiO3基磁電復(fù)合材料的燒結(jié)溫度過(guò)高，比普通尖晶石型鐵氧體的燒結(jié)溫度還要高.在較高的燒結(jié)環(huán)境下，鐵離子極易發(fā)生擴(kuò)散，從而降低BaTiO3基磁電復(fù)合材料的居里溫度，同時(shí)使磁電性能大幅度降低[12,13].鈮酸鉀鈉基壓電材料具有較高的居里溫度(400 ℃～500 ℃)、極好的物理相容性以及優(yōu)異的壓電性能，彌補(bǔ)了BaTiO3基壓電材料的不足，拓寬了無(wú)鉛磁電復(fù)合材料在高溫惡劣環(huán)境下的應(yīng)用要求，被認(rèn)為是最有可能替代傳統(tǒng)鋯鈦酸鉛基陶瓷的壓電材料[14,15].

本文選取離子摻雜改性的(K0.5Na0.5)0.97Li0.03(Nb0.8Ta0.25)O3(LKNNT)為壓電相，以Co0.6Zn0.4Fe1.7Mn0.3O4(CZFM)為鐵磁相，通過(guò)傳統(tǒng)固相燒結(jié)法制備層狀磁電復(fù)合材料LKNNT/CZFM.重點(diǎn)研究了不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的鐵磁相CZFM對(duì)磁電復(fù)合材料介電、鐵電、磁性和磁電性能的影響.

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 樣品的制備

首先合成KNNLT壓電相的前驅(qū)體粉體，將所需的原料K2CO3(99.0%)、Na2CO3(99.8%)、Nb2O5(99.5%)、Li2CO3(98.0%)和Ta2O5(99.9%)置于120 ℃的烘箱內(nèi)干燥12 h，然后根據(jù)LKNNT的化學(xué)計(jì)量比稱取原料，經(jīng)混合、過(guò)篩、預(yù)燒(800 ℃保溫4 h)，得到LKNNT粉體，然后二次球磨、造粒，放置備用.根據(jù)CZFM的化學(xué)計(jì)量比，稱取Co3O4(99.0%)、ZnO(99.0%)、MnO2(98.0%)和Fe2O3(99.0%)，球磨混合、過(guò)篩、預(yù)燒(1 050 ℃保溫4 h)，制得CZFM粉體.由于CZFM燒結(jié)溫度相對(duì)較高，取CZFM質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.3%的Li2CO3與CZFM粉體混合進(jìn)行二次球磨，以降低CZFM的燒結(jié)溫度，然后造粒.將造粒后的LKNNT和CZFM按(1-x)LKNNT/xCZFM(x=0.1，0.2，0.3，0.4，0.5)進(jìn)行稱量，以LKNNT、CZFM、LKNNT的順序依次加入直徑為10 mm的圓形磨具中，壘層疊壓成型，然后使用冷等靜壓250 MPa壓制，將壓制后的復(fù)合材料在1 050 ℃高溫下保溫3 h進(jìn)行燒結(jié)，得到三明治結(jié)構(gòu)的層狀磁電復(fù)合材料LKNNT/CZFM，如圖1為層狀復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)示意圖.

圖1 層狀磁電復(fù)合材料LKNNT/CZFM 的結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 材料結(jié)構(gòu)表征及性能測(cè)試

采用日本Rigaku公司生產(chǎn)的D/max2200PC型X射線衍射儀進(jìn)行物相組成和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析；采用日本JEOL Ltd.公司生產(chǎn)的JSM-6390A型掃描電子顯微鏡(SEM)表征復(fù)合材料的微觀組織結(jié)構(gòu)和形貌；采用美國(guó)Agilent公司生產(chǎn)的E4990A型LCR測(cè)試儀測(cè)試復(fù)合材料的介電常數(shù)(ε′)隨頻率的變化關(guān)系以及阻抗性能；采用美國(guó)Radiant公司生產(chǎn)的Premier II鐵電測(cè)試儀對(duì)樣品的電滯回線、漏電流進(jìn)行測(cè)試；壓電常數(shù)d33的測(cè)量采用中國(guó)科學(xué)院聲學(xué)研究所生產(chǎn)的ZJ-3AN型準(zhǔn)靜態(tài)d33測(cè)量?jī)x；采用美國(guó)Lakeshore公司生產(chǎn)的7307型振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)對(duì)樣品的磁性能進(jìn)行測(cè)試；樣品的磁電性能是由自主搭建的儀器進(jìn)行測(cè)試的，包括電磁鐵(上海先鋒電機(jī)廠，05型電磁鐵)，探測(cè)線圈(創(chuàng)世紀(jì)電子有限公司，HT102)，函數(shù)信號(hào)發(fā)生器(北京普源精電科技有限公司，DG2041A)，信號(hào)放大器(南京佛能科技實(shí)業(yè)有限公司，HEAS-50)和示波器(北京普源精電科技有限公司，DS5202CA)等.

圖2為磁電測(cè)試的原理圖.當(dāng)磁場(chǎng)方向與極化方向垂直時(shí)，測(cè)試所得為橫向磁電耦合系數(shù)，即αE31=δE3/δH1.

圖2 磁電測(cè)試的原理圖

2 結(jié)果與討論

2.1 物相分析

圖3(a)為壓電相LKNNT預(yù)燒后(預(yù)燒溫度為800 ℃)的XRD圖譜，圖3(b)為鐵磁相CZFM預(yù)燒后(預(yù)燒溫度為1 050 ℃)的XRD圖譜.由圖3可知，在相應(yīng)預(yù)燒溫度下所得預(yù)燒粉體LKNNT和CZFM只存在相應(yīng)鈣鈦礦相和尖晶石相的衍射峰，各單相沒有任何雜相產(chǎn)生，這為制備高性能的磁電復(fù)合材料提供了不可或缺的前提條件.為了驗(yàn)證在燒結(jié)過(guò)程中壓電鐵磁兩相是否發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將燒結(jié)所得樣品磨成細(xì)粉，進(jìn)行X射線衍射測(cè)試.

圖4(a)為層狀磁電復(fù)合材料LKNNT/CZFM在1 050 ℃燒結(jié)所得XRD圖譜.由圖4(a)可以看出，所有的衍射峰可以完全指標(biāo)化為L(zhǎng)KNNT相和CZFM相，沒有雜相產(chǎn)生.而且，隨著鐵磁相CZFM質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加， LKNNT和CZFM的主峰(220)和(311)逐漸向高角度方向偏移(如圖4(b)和4(c)所示).同時(shí)，隨著鐵磁相CZFM質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加，壓電相LKNNT的峰強(qiáng)逐漸降低，鐵磁相CZFM的峰強(qiáng)卻逐漸增強(qiáng).以上結(jié)果表明，壓電相LKNNT與鐵磁相CZFM在燒結(jié)過(guò)程中沒有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生，保留了各自原有的特性.

(a) KNNLT

(b) CZFM圖3 1 050 ℃預(yù)燒粉體的XRD圖譜

圖4 層狀復(fù)合材料LKNNT/CZFM 的XRD圖譜

2.2 微觀結(jié)構(gòu)分析

圖5為層狀復(fù)合材料0.9LKNNT/0.1CZFM的SEM圖.由圖5可知，SEM圖中左邊晶粒較大的為壓電相LKNNT，晶粒尺寸在3μm左右，右邊區(qū)域?yàn)殍F磁相CZFM，晶粒尺寸為1μm左右，壓電鐵磁兩相層狀結(jié)構(gòu)明顯，兩相晶粒發(fā)育良好，兩相直接接觸，致密度較高，僅有少量的氣孔，表明壓電相LKNNT和鐵磁相CZFM在相應(yīng)的燒結(jié)條件下，可以很好的共燒在一起.

圖5 層狀復(fù)合材料0.9LKNNT/0.1CZFM 的SEM圖

2.3 性能分析

圖6為層狀磁電復(fù)合材料LKNNT/CZFM介電頻譜.如圖所示，層狀磁電復(fù)合材料隨著鐵磁相CZFM的增加，介電常數(shù)(ε′)逐漸降低，介電損耗逐漸增加，這是由于低ε′和低電阻率的鐵磁相CZFM引入，削弱了壓電相的介電性能，增大了介電損耗.同時(shí)，隨著頻率的增加，ε′隨之減小.在低頻下，材料中存在多種極化機(jī)制，如電子位移極化、離子極化、偶極子轉(zhuǎn)向極化和界面極化等[16].在LKNNT/CZFM層狀復(fù)合材料中，主要的極化方式是界面極化，根據(jù)層狀Maxwell-Wagner界面極化的模型可知[17]，復(fù)合材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的不均勻性，使空間電荷在電場(chǎng)的作用下積聚于層間界面，從而大大影響低頻下的ε′，使復(fù)合材料具有非常高的低頻ε′.隨著頻率的增加，一部分極化機(jī)制跟不上電場(chǎng)的變化，無(wú)法對(duì)ε′持續(xù)貢獻(xiàn)，致使ε′逐漸下降.同時(shí)介電損耗tanδ在低頻下隨著鐵磁相CZFM的增加逐漸增加，反而隨著頻率的增加逐漸降低.介電損耗主要包括極化損耗和漏導(dǎo)損耗兩個(gè)部分.在交變電場(chǎng)作用下，極化損耗和漏導(dǎo)損耗逐漸增大.表征介電損耗的公式如下[18]：

(1)

式(1)中：DP和DG分別表示極化損耗和漏導(dǎo)損耗.在低頻下，即ω趨向于0時(shí)，DP也趨向于0，此時(shí)介電損耗等于漏導(dǎo)損耗.即當(dāng)ωτ≤1，公式(1)可以簡(jiǎn)寫為：

(2)

由公式(2)可以看出，介電損耗與頻率成反比，解釋了在低頻下隨頻率增大介電損耗逐漸減小的原因.

圖6 層狀磁電復(fù)合材料LKNNT/CZFM 的介電頻譜

圖7為磁電復(fù)合材料LKNNT/CZFM的復(fù)阻抗圖譜.圖中空心符號(hào)表示復(fù)合材料的測(cè)試阻抗，實(shí)線為擬合測(cè)試阻抗所得的曲線，圖中所示電路為擬合測(cè)試阻抗所使用的電路圖.圖譜中可以明顯看出是兩段連續(xù)的圓弧，包括高頻下的晶粒阻抗和低頻下的晶界阻抗.為了更好的分析復(fù)合材料的阻抗，利用Zview軟件根據(jù)其等效電路(兩個(gè)R-CPE-C串聯(lián))進(jìn)行擬合[19,20]，結(jié)果為圖7中實(shí)線部分.

圖7 層狀磁電復(fù)合材料LKNNT/CZFM的復(fù)合 阻抗圖譜，內(nèi)部插圖為等效電路圖，空心圖形 為測(cè)試阻抗，實(shí)線為擬合阻抗所得曲線

在對(duì)測(cè)試阻抗擬合的過(guò)程中，得到晶粒和晶界電阻，如表1所示.從表1可以看出，層狀結(jié)構(gòu)的晶粒晶界電阻隨著鐵磁相CZFM含量的增加，晶粒晶界電阻逐漸下降，這是由于低電阻率鐵磁相的引入，降低了復(fù)合材料的電阻率，使層狀復(fù)合材料的電阻逐漸下降.

表1 復(fù)合材料LKNNT/CZFM的電阻(晶

為了進(jìn)一步證實(shí)以上觀點(diǎn)，本文對(duì)各組分樣品進(jìn)行了漏電流和電滯回線的測(cè)試.圖8(a)為復(fù)合材料LKNNT/CZFM的漏電流示意圖.圖中顯示，隨著鐵磁相CZFM的增加，漏電流密度逐漸增加，這是由于低電阻率的CZFM的引入，降低了復(fù)合材料的絕緣性，致使漏電流的增加.

圖8(b)為復(fù)合材料LKNNT/CZFM的電滯回線示意圖.如圖所示，層狀復(fù)合材料表現(xiàn)出典型鐵電體的飽和電滯回線，復(fù)合材料0.9LKNNT/0.1CZFM具有最大的飽和極化強(qiáng)度為40.7 μC/cm2.隨著鐵磁相的增加，漏電流逐漸增大，致使復(fù)合材料的飽和極化強(qiáng)度逐漸降低，矯頑場(chǎng)逐漸增大.復(fù)合材料的電滯回線不僅是復(fù)合材料的極化曲線，還包含復(fù)合材料的極化電荷和漏電流作用，而且測(cè)試過(guò)程中漏電流影響較大，漏電流越大，則電滯回線所包圍的面積越大.

(a) 漏電流曲線

(b) 電滯回線圖8 層狀磁電復(fù)合材料LKNNT/CZFM 的漏電流曲線和電滯回線

圖9(a)為磁電復(fù)合材料LKNNT/CZFM的壓電常數(shù)(d33)示意圖.如圖所示，層狀復(fù)合材料LKNNT/CZFM的d33最大值為218pC/N，且隨著鐵磁相CZFM的增加逐漸下降.圖9(b)為層狀磁電復(fù)合材料LKNNT/CZFM的磁滯回線示意圖.如圖所示，摻雜改性后的CZFM變?yōu)檐洿挪牧?，具有較高的飽和磁化強(qiáng)度和較低的矯頑場(chǎng).磁電復(fù)合材料在磁場(chǎng)作用下表現(xiàn)出明顯的鐵磁性能，且隨著鐵磁相CZFM的增加，飽和磁化強(qiáng)度逐漸升高.0.5LKNNT/0.5CZFM復(fù)合材料具有最大的飽和磁化強(qiáng)度為29.6emu/g，復(fù)合材料的鐵磁性能只與鐵磁相CZFM有關(guān).

(a) 壓電常數(shù)

(b) 磁滯回線圖9 層狀磁電復(fù)合材料LKNNT/CZFM 的壓電常數(shù)和磁滯回線

材料的磁電耦合效應(yīng)是由壓電效應(yīng)和磁致伸縮效應(yīng)的乘積效應(yīng)實(shí)現(xiàn)的，因此要想獲取較大的磁電耦合性能，不僅要選取性能優(yōu)異的單相材料，還取決于兩相之間適合的配比.圖10為層狀磁電復(fù)合材料的橫向磁電耦合系數(shù)αE31隨頻率(1～70kHz)和磁場(chǎng)(-1 500～1 500Oe)變化的關(guān)系圖.

由圖10(a)可以看出，固定外加磁場(chǎng)強(qiáng)度為300Oe，磁電耦合系數(shù)在低頻1kHz時(shí)有最大值，隨著頻率的增加，磁電耦合系數(shù)先降低然后保持平穩(wěn)，且隨著鐵磁相CZFM的增加，磁電耦合系數(shù)逐漸增加.

圖10(b)為磁電耦合系數(shù)在1kHz頻率下隨磁場(chǎng)的變化關(guān)系圖.隨著鐵磁相CZFM的增加，磁電耦合系數(shù)逐漸增大，而隨著磁場(chǎng)的變化，磁電耦合系數(shù)先增大后減少，呈現(xiàn)非線性變化；這是由于隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加，鐵磁相的磁致伸縮效應(yīng)增強(qiáng)，磁致伸縮達(dá)到最大，磁電耦合系數(shù)出現(xiàn)峰值，當(dāng)磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)一步增大時(shí)，磁致伸縮量不再發(fā)生變化，但退磁場(chǎng)卻隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加逐漸增加，導(dǎo)致復(fù)合材料無(wú)法進(jìn)一步被磁化，從而導(dǎo)致磁電耦合系數(shù)的減少.圖中顯示，層狀復(fù)合材料0.5LKNNT/0.5CZFM存在磁電耦合系數(shù)最大值為256mV/cmOe.

(a)αE31隨頻率變化的關(guān)系圖

(b)αE31隨磁場(chǎng)變化的關(guān)系圖圖10 層狀磁電復(fù)合材料LKNNT/CZFM的橫向 磁電耦合系數(shù)αE31隨頻率和磁場(chǎng)變化的關(guān)系圖

相比于層狀復(fù)合材料BT/CFO(135mV/cmOe)[8]，PZT/CFO(163mV/cmOe)[21]，CFO/PFT(200mV/cmOe)[22]，BT-BFO/CFO(113.1mV/cmOe)[23]，KNNLS-NZF/Ni/KNNLS-NZF(261.3mV/cmOe)[24]，層狀復(fù)合材料LKNNT/CZFM磁電耦合性能有了大幅度的提高

3 結(jié)論

三明治結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料LKNNT/CZFM由傳統(tǒng)固相法制備而得，XRD和SEM分析得到層狀復(fù)合材料在高溫?zé)Y(jié)的過(guò)程中不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)和元素?cái)U(kuò)散，兩相晶粒發(fā)育良好且直接接觸，致密度較高，使層狀復(fù)合材料LKNNT/CZFM具有較優(yōu)異的鐵電和磁電性能，磁電耦合系數(shù)最大值為256mV/cmOe，相比于同類層狀磁電復(fù)合材料，磁電性能有了大幅度的提高.

[1]HuJM,ChenLQ,NanCW.Multiferroicheterostructuresintegratingferroelectricandmagneticmaterials[J].AdvancedMaterials,2016,28(1):15-39.

[2]ZhaoL,Fernndez-DíazMT,TjengLH,etal.Oxyhalides:Anewclassofhigh-TCmultiferroicmaterials[J].ScienceAdvances,2016,2(5):e1600353.

[3]OrtegaN,KumarA,ScottJF,etal.Multifunctionalmagnetoelectricmaterialsfordeviceapplications[J].JournalofPhysics:CondensedMatter,2015,27(50):504002.

[4]RaneeshB,SahaA,DasD,etal.StructuralandmagneticpropertiesofgeometricallyfrustratedmultiferroicErMnO3nanoparticles[J].JournalofAlloysandCompounds,2013,551:654-659.

[5]BéaH,BibesM,OttF,etal.MechanismsofexchangebiaswithmultiferroicBiFeO3epitaxialthinfilms[J].PhysicalReviewLetters,2008,100(1):145-150.

[6]ListedN.Breakthroughoftheyear:Areastowatch[J].Science,2007,318(5858):1 848-1 849.

[7]EerensteinW,MathurND,ScottJF,etal.Multiferroicandmagnetoelectricmaterials[J].Nature,2006,442(7104):759-765.

[8]YangHB,ZhangG,LinY.EnhancedmagnetoelectricpropertiesofthelaminatedBaTiO3/CoFe2O4composites[J].JournalofAlloysandCompounds,2015,644:390-397.

[9]YangHB,ZhangJT,YingL,etal.HighcurietemperatureandenhancedmagnetoelectricpropertiesofthelaminatedLi0.058(Na0.535K0.48)0.942NbO3/Co0.6Zn0.4Fe1.7Mn0.3O4composites[J].ScientificReports,2017,7:44855.

[10]GuoYY,ZhouJP,LiuP.MagnetoelectriccharacteristicsaroundresonancefrequencyundermagneticfieldinPb(Zr,Ti)O3/Terfenol-Dlaminatecomposite[J].CurrentAppliedPhysics,2010,10(4):1 092-1 095.

[11]ZhangY,ZhouJP,LiuQ,etal.Dielectric,magneticandmagnetoelectricpropertiesofNi0.5Zn0.5Fe2O4-Pb(Zr0.48Ti0.52)O3compositeceramics[J].CeramicsInternational,2014,40(4):5 853-5 860.

[12]YangHB,WangH,ShuiL,etal.HybridprocessingandpropertiesofNi0.8Zn0.2Fe2O4/Ba0.6Sr0.4TiO3magnetodielectriccomposites[J].JournalofMaterialsResearch,2010,25(9):1 803-1 811.

[13]YangHB,WangH,HeL,etal.HexagonalBaTiO3/Ni0.8Zn0.2Fe2O4compositeswithgiantdielectricconstantandhighpermeability[J].MaterialsChemistryandPhysics,2012,134(2):777-782.

[14] Zheng T,Wu J,Xiao D,et al.Composition-driven phase boundary and piezoelectricity in potassium-sodium niobate-based ceramics[J].ACS Applied Materials & Interfaces,2015,7(36):20 332-20 341.

[15] Tan C K I,Yao K,Ma J.Effects of ultrasonic irradiation on the structural and electrical properties of lead-free 0.94(K0.5Na0.5)NbO3-0.06LiNbO3ceramics[J].Journal of the American Ceramic Society,2011,94(3):776-781.

[16] He L,Zhou D,Yang H,et al.Low-temperature sintering Li2MoO4/Ni0.5Zn0.5Fe2O4magneto-dielectric composites for high-frequency application[J].Journal of the American Ceramic Society,2014,97 (8):2 552-2 556.

[17] Gul I,Amin F,Abbasi A,et al.Physical and magnetic characterization of co-precipitated nanosize Co-Ni ferrites[J].Scripta Materialia,2007,56(6):497-500.

[18] Lin Y,Liu X,Yang H B,et al.Low temperature sintering of laminated Ni0.5Ti0.5NbO4-Ni0.8Zn0.2Fe2O4composites for high frequency applications[J].Ceramics International,2016,42(9):11 265-11 269.

[19] Gao Z,Wu L,Lu C,et al.The anisotropic conductivity of ferroelectric La2Ti2O7ceramics[J].Journal of the European Ceramic Society,2016,37(1):137-143.

[20] Osman R A M,West A R.Electrical characterization and equivalent circuit analysis of (Bi1.5Zn0.5)(Nb0.5Ti1.5)O7Pyrochlore,a relaxor ceramic[J].Journal of Applied Physics,2011,109(7):767.

[21] Zhou J P,He H,Shi Z,et al.Dielectric,magnetic,and magnetoelectric properties of laminated PbZr0.52Ti0.48O3/CoFe2O4composite ceramics[J].Journal of Applied Physics,2006,100(9):R123.

[22] Kulawik J,Guzdek P,Szwagierczak D,et al.Dielectric and magnetic properties of bulk and layered tape cast CoFe2O4-Pb(Fe1/2Ta1/2)O3composites[J].Composite Structures,2010,92(9):2 153-2 158.

[23] Yang H B,Zhang G,Hai G,et al.Simultaneous enhancement of electrical and magnetoelectric effects in BaTiO3-Bi0.5Na0.5TiO3/CoFe2O4laminate composites[J].Journal of Alloys and Compounds,2015,646:1 104-1 108.

[24] Yang S,Ahn C,Cho K,et al.Self-bias response of lead-free (1-x)[0.948K0.5Na0.5NbO3-0.052LiSbO3-xNi0.8Zn0.2Fe2O4-nickel magnetoelectric laminate composites[J].Journal of the American Ceramic Society,2011,94(11):3 889-3 899.

【責(zé)任編輯：蔣亞儒】

Thesynthesisandpropertiesofpotassiumsodiumniobatebasedlayeredmagnetoelectriccompositematerial

YANG Hai-bo， SUN Chuang， ZHANG Jin-tao

(School of Materials Science and Technology, Shaanxi University of Science & Technology, Xi′an 710021, China)

2017-08-19

中國(guó)博士后科研基金項(xiàng)目(2016M590916)； 國(guó)家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項(xiàng)目(201610708001)

楊海波(1980-)，男，安徽廬江人，教授，博士，研究方向：功能復(fù)合材料、電介質(zhì)儲(chǔ)能材料

2096-398X(2017)05-0047-06

TB332

A