Магнитоэлектрический эффект в композитах с различными типами связности
https://doi.org/10.34680/2076-8052.2025.3(141).367-378
Аннотация
В статье рассмотрены экспериментальные результаты по исследованию магнитоэлектрического эффекта в композитах с различными типами связностей. Представлен широкий спектр исследованных магнитоэлектрических композитов как по форме от макро- до наноструктур, так и по составу материалов. Цель обзора и дальнейших исследований в этом направлении состоит в установлении сложной зависимости величины магнитоэлектрического эффекта от типа связности. Кроме использования данных исследования по магнитоэлектрическим структурам со связностями типа 0–3 и 3–0; 1–1, 2–1 и 3–1, потребуется проведение аналитических расчетов и моделирования в среде Comsol Multiphysics магнитоэлектрических коэффициентов для этих структур. Совокупность полученных результатов позволит найти зависимость величины магнитоэлектрического взаимодействия в композитах от материальных параметров и их типа связности.
Ключевые слова
пьезоэлектричество,
магнитострикция,
магнитоэлектрический эффект,
связность,
магнитоэлектрический композит
При поддержке: Работа выполнена при поддержке РНФ, грант № 24-15-20044. https://rscf.ru/project/24-15-20044/
Об авторах
Е. Е. Ивашева
Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого
Россия
Россия
Ивашева Елена Евгеньевна – магистрант, инженер-исследователь
Великий Новгород
О. В. Соколов
Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого
Россия
Россия
Соколов Олег Владимирович – кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник
Великий Новгород
А. А. Белышев
Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого
Россия
Россия
Белышев Андрей Александрович – аспирант
Великий Новгород
М. И. Бичурин
Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого
Россия
Россия
Бичурин Мирза Имамович – доктор физико-математических наук, профессор, заведующий кафедрой
Великий Новгород
Список литературы
1. Newnham R. E., Skinner D. P., Cross L. E. Connectivity and piezoelectricpyroelectric composites // Materials research bulletin. 1978. 13 (5). 525–536. DOI: 10.1016/0025-5408(78)90161-7
2. Newnham R. E. Properties of materials: anisotropy, symmetry, structure. Oxford: Oxford University Press, 2005. P. 43−87.
3. Harshe G., Dougherty J. P., Newnham R. E. Theoretical modelling of 3-0/0-3 magnetoelectric composites // International journal of applied electromagnetics in materials. 1993. 4 (2). 161–171. DOI: 10.1177/138354169300400211
4. Harshe G., Dougherty J. P., Newnham R. E. Magnetoelectric effect in composite materials // Mathematics in smart structures. 1993. 1919. 224–235. DOI: 10.1117/12.148414
5. Getman I. Magnetoelectric composite materials: theoretical approach to determine their properties // Ferroelectrics. 1994. 162 (1). 45–50. DOI: 10.1080/00150199408245089
6. Wan J., Weng Y., Wu Y., Li Z., Liu J.-M., Guanghou W. Controllable phase connectivity and magnetoelectric coupling behavior in CoFe2O4Pb(Zr,Ti)O3 nanostructured films // Nanotechnology. 2007. 18 (46). 465708. DOI: 10.1088/0957-4484/18/46/465708
7. Ma J., Shi Z., Nan C.-W. Magnetoelectric properties of composites of single Pb(Zr,Ti)O3 rods and Terfenol-D/Epoxy with a single-period of 1-3-Type structure // Advanced materials. 2007. 19. 2571–2573. DOI: 10.1002/adma.200700330
8. Fu B., Lu R., Gao K. Substrate clamping effect onto magnetoelectric coupling in multiferroic BaTiO3-CoFe2O4 core-shell nanofibers via coaxial electrospinning // Europhysics letters. 2015. 112 (2). 27002. DOI: 10.1209/0295-5075/112/27002
9. Xu T., Wang C.-A., Wang C. Synthesis and magnetoelectric effect of composites with CoFe2O4-epoxy embedded in 3–1 type porous PZT ceramics // Ceramics international. 2015. 41 (9). 11080–11085. DOI: 10.1016/J.CERAMINT.2015.05.054
10. Mu X., Zhang H., Zhang C. et al. Poly(vinylidene fluoridetrifluoroethylene) / cobalt ferrite composite films with a self-biased magnetoelectric effect for flexible AC magnetic sensors // Journal of materials science. 2021. 56 (16). 9728–9740. DOI: 10.1007/s10853-021-05937-8
11. Wu D., Gong W., Deng H., Li M. Magnetoelectric composite ceramics of nickel ferrite and lead zirconate titanate via in situ processing // Journal of physics D: applied physics. 2007. 40 (16). 5002. DOI: 10.1088/0022-3727/40/16/037
12. Dong S., Zhai J., Li J., Viehland D. Near-ideal magnetoelectricity in highpermeability magnetostrictive/piezofiber laminates with a (2-1) connectivity // Applied physics letters. 2006. 89. 252904. DOI: 10.1063/1.2420772
13. Gao J., Shen L., Wang Y., Gray D., Li J., Viehland D. Enhanced sensitivity to direct current magnetic field changes in Metglas/Pb(Mg1/3Nb2/3)O3–PbTiO3 laminates // Journal of applied physics. 2011. 109 (7). 074507. DOI: 10.1063/1.3569629
14. Nair S. S., Pookat G., Saravanan V., Anantharaman M. R. Lead free heterogeneous multilayers with giant magneto electric coupling for microelectronics/microelectromechanical systems applications // Journal of applied physics. 2013. 114 (6). 064309. DOI: 10.1063/1.4818411
15. Chu Z., Shi H., Shi W., Liu G., Wu J., Yang J., Dong S. Enhanced Resonance Magnetoelectric Coupling in (1-1) Connectivity Composites // Advanced Materials. 2017. 29 (19).1606022. DOI: 10.1002/adma.201606022
16. Saha S., Acharya S., Liu Y., Page M.R., Srinivasan G. Review of Magnetoelectric Effects on Coaxial Fibers of Ferritesand Ferroelectrics // Applied sciences. 2025. 15 (9). 5162. DOI: 10.3390/app15095162
Рецензия
Для цитирования:
Ивашева Е.Е., Соколов О.В., Белышев А.А., Бичурин М.И. Магнитоэлектрический эффект в композитах с различными типами связности. Вестник Новгородского государственного университета. 2025;(3(141)):367-378. https://doi.org/10.34680/2076-8052.2025.3(141).367-378
For citation:
Ivasheva E.E., Sokolov O.V., Belyshev A.A., Bichurin M.I. Magnetoelectric effect in composites with different types of connectivity. Vestnik of Novgorod State University. 2025;(3(141)):367-378. (In Russ.) https://doi.org/10.34680/2076-8052.2025.3(141).367-378
Просмотров:
17
Послать статью по эл. почте 