Właściwości magnetostrykcyjne kompozytów multiferroicznych

• Autorzy: Guzdek P. , Grzesiak W. , Zachariasz P. , Kołaszczyński G.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2016.09.07

Warianty tytułu

EN

Magnetostrictive properties of multiferroic composites

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Magnetostrykcyjne materiały kompozytowe wykazujące efekt magnetoelektryczny (ME) są obecnie szeroko badane zarówno dla celów poznawczych jak i aplikacyjnych. Szczególny nacisk kładzie się na kompozyty zawierające fazę magnetostrykcyjną i ferroelektryczną, w których efekt magnetoelektryczny jest znacznie większy niż w materiałach jednofazowych. W opracowaniu przedstawiono warunki syntezy oraz właściwości magnetostrykcyjne i magnetoelektryczne kompozytów ceramicznych składających się z magnetycznych warstw ferrytu NiZnCuFe2O4 rozdzielonych warstwami ferroelektryka BaTiO3 . Kompozyt warstwowy posiada znacznie większą magnetostrykcję i prawie dwukrotnie większy współczynnik magnetoelektryczny od najlepszego kompozytu proszkowego. W porównaniu do kompozytów prezentowanych w literaturze badane materiały posiadają relatywnie wysokie współczynniki magnetoelektryczne co sprawia, że mogą być zastosowane w sensorach, aktuatorach i przetwornikach ultradźwiękowych.

EN

Magnetoelectric effect (ME) in magnetostrictive materials are intensively studied for his fundamental interest and his practical applications. The ME effect observed for single phase materials is usually small. Much larger effect can be obtained in composites consisting of two functional phases: magnetostrictive phase, in which a strain is produced by application of a magnetic field and piezoelectric phase, in which a change in electric polarization is produced by an applied stress. In this paper the synthesis, magnetostriction and magnetoelectric effect of bulk and multilayer composites consisting of ferroelectric (BaTiO3) and ferrite layers (NiZnCuFe2O4) was investigated. The magnetostriction and magnetoelectric coefficient of multilayer composite is markedly higher than that of bulk ceramic composite. Compared to other composites presented in literature, the presented materials possess relatively high magnetoelectric effect, and may be applied in sensors, actuators and ultrasonic transducers.

Słowa kluczowe

PL

kompozyt magnetoelektryczny; magnetostrykcja; efekt magnetoelektryczny; tensometria; współczynnik piezomagnetyczny

EN

magnetoelectric composite; magnetostriction; magnetoelectric effect; strain gauge technique; piezomagnetic coefficient

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 92, nr 9
• Strony: 29--32
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., wykr.

Twórcy

autor

Guzdek P.

• Instytut Technologii Elektronowej, Oddział w Krakowie, ul. Zabłocie 39, 30-701 Kraków

autor

Grzesiak W.

• Instytut Technologii Elektronowej, Oddział w Krakowie, ul. Zabłocie 39, 30-701 Kraków

autor

Zachariasz P.

• Instytut Technologii Elektronowej, Oddział w Krakowie, ul. Zabłocie 39, 30-701 Kraków

autor

Kołaszczyński G.

• Instytut Technologii Elektronowej, Oddział w Krakowie, ul. Zabłocie 39, 30-701 Kraków

Bibliografia

• [1] Fiebig M., Revival of the magnetoelectric effect, J. Phys. D: Appl. Phys., vol. 38, (2005), R123–R152
• [2] Grössinger R., Duong G.V., Sato-Turtelli R., The physics of magnetoelectric composites, J. Magn. Magn. Mat., vol. 320, (2008), 1972-1977
• [3] Fetisov Y.K., Kamentsev K.E., Ostashchenko A.Y., Magnetoelectric effect in multilayer ferrite - piesoelectric structures, J. Magn. Magn. Mat., vol. 272-276, (2004), 2064- 2066,
• [4] Kanamadi C.M., Kim J.S., Yang H.K., Moon B.K., Choi B.C., Jeong J.H., Magnetoelectric effect and complex impedance analysis of (x)CoFe2O4 + (1-x)Ba0.8Sr0.2TiO3 multiferroics, J. Alloys Compd., vol. 481, (2009), 781-785
• [5] Li Y.J., Chen X.M., Lin Y.Q., Tang Y.H., Magnetoelectric effect of Ni0.8Zn0.2Fe2O4/Sr0.5Ba0.5Nb2O6 composites, J. Eur. Ceram.Soc., vol. 26, (2006), 2839-2844
• [6] Guzdek P., Grzesiak W., Wzorek M., Efekt magnetoelektryczny w kompozycie warstwowym Ni0.3Zn0.62Cu0.08Fe2O4 - PbFe0.5Ta0.5O3, Przegląd Elektrotechniczny, R91 NR 9/2015, 50-53
• [7] Guzdek P., The magnetostrictive and magnetoelectric characterization of Ni0.3Zn0.62Cu0.08Fe2O4 - Pb(FeNb)0.5O3 laminated composite, J. Magn. Magn. Mat., vol. 349, (2014), 219-223
• [8] Venkata Ramanaa M., Ramamanohar Reddy N., Sreenivasulu G., Siva Kumar K.V., Murty B.S., Murthy V.R.K., Enhanced mangnetoelectric voltage in multiferroic particulate Ni0.83Co0.15Cu0.02Fe1.9O4-/PbZr0.52Ti0.48O3 composites – dielectric, piezoelectric and magnetic properties, Curr. Appl. Phys., vol. 9, (2009), 1134-1139
• [9] Solopan S.A., V'yunow O.I., Belous A.G., Tovstolytkin A.I., Kovalenko L.L., Magnetoelectric effect in composite structures based on ferroelectric/ferromagnetic perovskites, J. Eur. Ceram. Soc, vol. 30, (2010), 259-263
• [10] Kowal K., Jartych E., Guzdek P., Stoch P., Lisińska-Czekaj A., Czekaj D., X-ray diffraction, Mössbauer spectroscopy and magnetoelectric effect studies of (BiFeO3)x  (BaTiO3)1-x solid solutions, Nukleonika, vol. 58, (2013), 57-61
• [11] Guzdek P., Kulawik J., Zaraska K., Bieńkowski A., NiZnCuFe ferrite applied for LTCC microinductor, J. Magn. Magn. Mat., vol. 322, (2010), 2897-2901
• [12] Guzdek P., Wzorek M., Magnetoelectric properties in bulk and layered composites, Microelectronic International, vol. 32, no. 3, (2015), 110-114
• [13] Cullity B.D., Graham C.D. Jr, Introduction to Magnetic Materials, 2nd ed. Wiley-IEEE Press, 2008
• [14] Niemiec P., Bochenek D., Chrobak A., Guzdek P., Błachowski A., Ferroelectric-Ferromagnetic Ceramic Composites Based on PZT with Added Ferrite, International Journal of Applied Ceramic Technology, vol.12, (2015), E82–E89
• [15] Duong G.V., Grössinger R., Schoenhart M., Bueno-Basques D., The lock-in technique for studying magnetoelectric effect, J. Magn. Magn. Mat., vol. 316, (2007), 390-393
• [16] Szklarska-Łukasik M., Guzdek P., Dudek M., Pawlaczyk A., Chmist J., Dorowski W., Pszczoła J., Magnetoelectric properties of Tb0.27-xDy0.73-yYx+yFe2/PVDF composites, Journal of Alloys and Compounds, Vol. 549, (2013), 276-282
• [17] Guzdek P., Magnetoelektryczny kompozyt ceramiczny, patentnr P. 397945 z dn. 18.03.2016 r. przyznany przez Urząd Patentowy RP

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.