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1、多鐵材料中的磁、電共存及相互耦合具有豐富的物理內(nèi)涵和誘人的應(yīng)用前景。本文以目前備受關(guān)注的Z型六角鐵氧體Sr3Co2Fe24O41和存在爭(zhēng)議的Mn3O4為研究對(duì)象,分別圍繞磁介電效應(yīng)和磁性能的課題展開。
一、采用不同方法制備了不同粒徑的Z型鐵氧體——Sr3Co2Fe24O41:煅燒干凝膠制備Z型鐵氧體、凝膠壓片燒結(jié)Z型鐵氧體以及固相法制備Z型鐵氧體,其單相制備的適宜條件分別為:1200℃、8h;1180~1190℃、8h;119
2、0℃、12~20h;用場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡對(duì)其形貌進(jìn)行表征,發(fā)現(xiàn)其粒徑較小時(shí)呈現(xiàn)出六角型片狀的形貌,上述三種方法和條件制備的 Z型單相平均顆粒尺寸分別為:500nm、1μm、500μm。通過熱重(TG)和熱流(DSC)分析,表明Z型鐵氧體不是一步形成的,而是由一些過渡晶相固溶形成的,并且其成相溫度范圍極為狹窄,這也是實(shí)驗(yàn)制備單相的難點(diǎn)所在,驗(yàn)證了 Z型鐵氧體——Sr3Co2Fe24O41的成相溫度范圍為:1145~1230℃。對(duì)不同粒徑Z型鐵
3、氧體MH、CH、CT曲線的測(cè)量,研究了它在300K時(shí)的磁性和磁介電效應(yīng)與粒徑大小的關(guān)系,由此得知滿足Δε=γM2關(guān)系的臨界場(chǎng)與晶粒的大小成反比,說明低場(chǎng)下Δε=γM2這一關(guān)系不滿足是由多晶樣品中磁疇和疇壁的移動(dòng)導(dǎo)致的,初步給出Δε=γM2這一理論對(duì)于任何單疇體系都應(yīng)該是滿足的。
二、利用自蔓延高溫燃燒合成方法,通過調(diào)控不同的燃燒劑,制備出不同粒徑的、較均勻的Mn3O4納米顆粒。并用Rietveld法精修Mn3O4單相XRD數(shù)據(jù)
4、表明:所得到的Mn3O4顆粒為單相,晶胞參數(shù)變化很小。確定了與Mn(NO3)2燃燒合成的產(chǎn)物為Mn3O4單相時(shí),乙二醇、檸檬酸、尿素的比例分別為1.320、1.296、1.250。在場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡下觀察到上述燃燒劑制備出的 Mn3O4單相平均粒徑為:30nm、60nm、90nm,呈現(xiàn)橢球形。通過熱流曲線研究了不同粒徑納米單相顆粒形成的原因?yàn)椋翰煌紵齽┑倪€原性和化學(xué)活性不同,其反應(yīng)溫度不同,生成的Mn3O4納米顆粒經(jīng)歷的溫度也不同,顆粒
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