Ferroelectric and ferromagnetic properties of the (1–x)NiZnFeO4-(x)Pb(Fe1/2Nb1/2)O3 composite

• Autorzy: Bochenek D. , Niemiec P. , Zachariasz R. , Guzdek P. , Chrobak A. , Ziółkowski G.

Warianty tytułu

PL

Ferroelektryczne i ferromagnetyczne właściwości kompozytu (1–x)NiZnFeO4-(x)Pb(Fe1/2Nb1/2)O3

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the work the (1–x)NiZnFeO4-(x)Pb(Fe1/2Nb1/2)O3 (NZF-PFN) composite of ferroelectromagnetic properties for x = 0.6 was obtained. The nickel-zinc ferrite as a magnetic component of the composite was to increase the magnetic properties of Pb(Fe1/2Nb1/2)O3, and at the same time to increase a coupling between the magnetic and electric sub-systems in the NZF-PFN composite. The synthesis of the NZF-PFN composite components was performed by the powder calcination method, whereas compacting of the synthesized composite powder by the free sintering method. Derivatographic, X-ray, microstructural, dielectric, magnetic, magnetoelectric examinations have been done for the obtained specimens. The results were presented in the Figures from 1 to 11. Magnetoelectric properties of NZF-PFN are eminently suitable for applications in sensors, actuators and transducers. The examinations showed occurrence of an influence of the magnetic subsystem on the electric properties in the NZFPFN composite.

PL

W pracy otrzymano kompozyt (1–x)NiZnFeO4-x)Pb(Fe1/2Nb1/2)O3 (NZFPFN) dla x = 0,6, o właściwościach ferroelektromagnetycznych. Niklowocynkowy ferryt jako magnetyczny składnik kompozytu miał za zadanie zwiększenie magnetycznych właściwości Pb(Fe1/2Nb1/2)O3, a tym samym zwiększenie sprzężenia pomiędzy podukładami: magnetycznym i elektrycznym w ferroelektromagnetycznym kompozycie NZF-PFN. Syntetyzowanie składników kompozytu NZF-PFN przeprowadzono metodą kalcynacji proszków, natomiast zagęszczanie zsyntetyzowanego kompozytowego proszku metodą spiekania swobodnego. Dla otrzymanych próbek przeprowadzono badania derywatograficzne, rentgenowskie, mikrostrukturalne, dielektryczne, magnetyczne, magnetoelektryczne oraz mechaniczne próbek kompozytowych. Wyniki zostały zaprezentowane na rysunkach od 1 do 11. Właściwości elektromagnetyczne kompozytów NZF-PFN są szczególnie odpowiednie do zastosowań praktycznych w sensorach, mechanizmach napędowych i przetwornikach. Badania wykazały występowanie wpływu podukładu magnetycznego na właściwości elektryczne w kompozycie NZF-PFN.

Słowa kluczowe

EN

ferroelectromagnetics; multiferroics; multiferroic composites; PFN ceramics; nickel-zinc ferrites

PL

ferroelektromagnetyki; multiferroiki; kompozyt multiferroikowy; PFN; ferryty niklowo-cynkowe

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 35, nr 2
• Strony: 86--91
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., fig.

Twórcy

autor

Bochenek D.

• Departament of Materials Science, University of Silesia

autor

Niemiec P.

• Departament of Materials Science, University of Silesia

autor

Zachariasz R.

• Departament of Materials Science, University of Silesia

autor

Guzdek P.

• Institute of Electron Technology Cracow Division

autor

Chrobak A.

• Institute of Physics, University of Silesia

autor

Ziółkowski G.

• Institute of Physics, University of Silesia

Bibliografia

• [1] Wang K. F., Liu. J.-M., Ren Z. F.: Multiferroicity: the coupling between magnetic and polarization orders. Adv. Phys. 58 4 (2009) 321.
• [2] Bochenek D., Surowiak Z.: Influence of admixtures on the properties of biferroic Pb(Fe 0.5 Nb 0.5 )O 3 ceramics. Phys. Status Solidi A 206 (12) (2009) 2857÷2865.
• [3] Schmid H.: Some symmetry aspects of ferroics and single phase multiferroics. J. Phys.: Condens.Matter 20 (2008) 434201.
• [4] Scott J. F.: Applications of magnetoelectrics. J. Mater. Chem. 22 (2012) 4567÷4574.
• [5] Khomskii D.: Classifying multiferroics: Mechanisms and effects. Physics 2 (2009) 20.
• [6] Bochenek D., Guzdek P.: Ferroelectric and magnetic properties of ferroelectromagnetic PbFe 1/2 Nb 1/2 O 3 type ceramics. J. Magn. Magn. Mater. 323 (2011) 369÷374.
• [7] Wang J. T., Mbonye M. L., Zhang C.: Dielectric, piezoelectric and magnetic properties of ferroelectromagnet Pb(Fe 1/3 Nb 2/3 )O 3 (PFN) ceramics. Int. J. Mod. Phys. B 17 (2003) 3732.
• [8] Raymond O., Font R., Suarez-Almodovar N., Portelles J., Siqueiros J. M.: Frequency-temperature response of ferroelectromagnetic PbFe 1/2 Nb 1/2 O 3 ceramics obtained by different precursors. Part II. Impedance spectroscopy characterization. J. Appl. Phys. 97 (2005) 084108.
• [9] Hee-Jun Kim, Young-Jin Kim, Jong-Ryoul Kim: An integrated LTCC inductor embedding NiZn ferrite. IEEE Trans. Magn. 42 (2006) 2840.
• [10] Guzdek P., Kulawik J., Zaraska K., Bieńkowski A.: NiZnCuFe ferrite applied for LTCC microinductor. J. Magn. Magn. Mater. 322 (2010) 2897÷2901.
• [11 Bochenek D., Zachariasz R.: PFN ceramics synthesized by a two-stage method. Arch. Metal. Mat. 54 (2009) 903÷910.
• [12] Duong G. V., Grossinger R., Schoenhart M., Bueno-Basques D.: The lock-in technique for studying magnetoelectric effect. J. Magn. Magn. Mater. 316 (2007) 390÷393.
• [13] Fiebig M.: Revival of the magnetoelectric effect. J. Phys. D: Appl. Phys. 38 (2005) R123÷R152.
• [14] Guzdek P., Sikora M., Góra Ł., Kapusta Cz.: Magnetic and magnetoelectric properties of nickel ferrite–lead iron niobate relaxor composites. J. Eur. Ceram. Soc. 32 (2012) 2007÷2011.
• [15] Bochenek D., Surowiak Z.: An influence of the synthesis conditions on the PFN ceramics properties. Acta Phys. Pol. A 116, 3 (2009) 271÷273.
• [16] Bochenek D., Zachariasz R.: The Pb(Fe 1/2 Nb 1/2 )O 3 ferroelectro-magnetic ceramics in a view of possibilities to be used for electric transducers. Acta Phys. Pol. A 114 (6-A) (2008) 15÷20.
• [17] Naik V. B., Mahendiran R.: Magnetic and magnetoelectric studies in pure and cation doped BiFeO 3 . Solid State Commun. 149 (2009) 754÷758.
• [18] Kumar A., Katiyar R. S., Scott J. F.: Fabrication and characterization of the multiferroic birelaxor lead-iron-tungstate/lead-zirconate-titanate. J. Appl. Phys. 108 (2010) 064105.
• [19] Fetisov Y. K., Kamentsev K. E., Ostashchenko A. Y.: Magneto-electric effect in multilayer ferrite-piesoelectric structures. J. Magn. Magn. Mater. 2064 (2004) 272÷276.
• [20] Petrov V. M., Bichurin M. I., Srinivasan G., Junyi Zhai, Viehland D.: Dispersion characteristics for low-frequency magnetoelectric coefficients in bulk ferrite-piezoelectric composites. Solid State Commun. 142 (2007) 515.