尖晶石型納米晶MnxZn1-xFe2O4微結(jié)構(gòu)及其磁性研究.pdf

1、目前,尖晶石型錳鋅鐵氧體因高磁導(dǎo)率、低矯頑力和低功率損耗等性能而在電子工業(yè)中應(yīng)用非常廣泛,所以科學(xué)人員對其磁性能的研究一直沒有間斷,然而到20世紀(jì)80年代,納米材料開始受到科研界青睞時,處在納米尺度下錳鋅鐵氧體材料的特殊性質(zhì)也將迅速受到社會廣泛關(guān)注。
　　本文用sol-gel法,制備了x=0、x=0.1、x=0.25、x=0.5、x=0.8、x=0.9和x=1一系列不同組分的納米晶MnxZn1-xFe2O4粉末并對其微結(jié)構(gòu)和磁性能

2、進(jìn)行分析。顧及到當(dāng)前塊材應(yīng)用最廣,因此,將錳鋅鐵氧體納米粉末加工成一定形狀的粘結(jié)體且進(jìn)行磁性能檢測,有望這種材料能得到實際應(yīng)用。研究內(nèi)容如下:
　　(1)對不同組分納米粉末樣品的微結(jié)構(gòu)和磁性能進(jìn)行檢測,目的是研究組分、晶粒大小以及磁性能三者之間的關(guān)系。XRD檢測結(jié)果表明,組分不同,樣品易出現(xiàn)細(xì)微的晶胞常數(shù)改變和α-Fe2O3雜相。再通過TEM表征了納米粉末的晶粒大小和形貌結(jié)構(gòu),并且介紹不同組分和處理條件對樣品微結(jié)構(gòu)的影響,為選擇特

3、定的樣品再深入研究而提供依據(jù)。然后,通過振動樣品磁強(qiáng)計測量磁滯回線,結(jié)果表明,組分x=0.8、0.5和0.25,晶粒大小分別是D=86nm、77nm和23.3nm,對應(yīng)的比飽和磁化強(qiáng)度分別為4.31emu/g、5.213emu/g和7.925emu/g,可見,要提高上述三個組分樣品的磁性能,不可忽視晶粒大小的影響。另外,居里溫度Tc與晶粒大小也有關(guān),但晶粒大小對居里溫度的影響較小,居里溫度 Tc與組分x滿足線性關(guān)系,為進(jìn)一步研究室溫氧化

4、物磁制冷和磁液體材料提供參考。
　　(2)對組分x=0.25樣品的微結(jié)構(gòu)和磁性能進(jìn)行詳細(xì)研究。XRD檢測結(jié)果表明,樣品的主要物相是面心立方尖晶石型錳鋅鐵氧體,對應(yīng)的空間群是Fd3_m(227)。通過SEM和TEM表征了納米顆粒大小和形貌結(jié)構(gòu)。對前驅(qū)體采用TG-DTA技術(shù)分析熱分解過程,得出制備的最佳PH值、攪拌時間和煅燒溫度。然后研究不同晶粒大小粉末樣品的制備工藝,結(jié)果表明,煅燒時間為2h,600~650℃的煅燒溫度,晶粒隨煅燒溫

5、度升高,長大較快;650~720℃,晶粒大小不變,甚至隨煅燒溫度升高有變小的趨勢;720~810℃,晶粒隨煅燒溫度升高會長大至最大值。煅燒溫度為750℃,煅燒時間在5.5h內(nèi),晶粒大小可以控制在42.5~66nm之間。將納米粉末加工成Φ12mm圓柱形粘結(jié)體。通過NIM-200C磁性材料不同溫度測試系統(tǒng)測量磁體的磁滯回線,該樣品晶粒大小D=86.6nm、其飽和磁化強(qiáng)度Ms=1.26kGs、剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br=0.341kGs、矯頑力Hcj