Z型鍶鈷鐵氧體的摻雜及復(fù)合改性體系的微波吸收特性研究.pdf

1、通過(guò)離子摻雜和復(fù)合等對(duì)鐵氧體進(jìn)行改性以提高其微波電磁損耗特性一直備受關(guān)注。近年來(lái)，Z型六角晶型鐵氧體高頻特性、微波吸收特性及磁電耦合效應(yīng)等是材料科學(xué)、凝聚態(tài)物理、信息等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文研究了Sr位和Co位摻雜以及與多鐵體Bi0.9La0.1FeO3復(fù)合的Z型鍶鈷鐵氧體的微波吸收性能。
　　用溶膠-凝膠法制備了Sr3-xGdxFe24O41和Sr3(CuZn)xCo2(1-x)Fe24O41（x=0、0.1、0.2、0.3、0.

2、4、0.5）、Bi0.9La0.1FeO3，用二次溶膠-凝膠法制備了復(fù)合體系(1-x) Sr3Co2Fe24O41/xBi0.9La0.1FeO3(x=0、0.2、0.4、0.6、0.8、1)。用X射線(xiàn)衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、差示掃描量熱-熱重(DSC-TGA)、能譜儀(EDS)對(duì)樣品結(jié)構(gòu)、形貌及形成過(guò)程進(jìn)行了表征。用PPMS-9T型物性測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量了樣品磁滯回線(xiàn)，用圓柱體法測(cè)量了樣品的電阻率。研究結(jié)果表明:1250

3、℃煅燒的Sr3-xGdxFe24O41和Sr3(CuZn)xCo2(1-x)Fe24O41具有單一的Z型鐵氧體結(jié)構(gòu)、呈微米級(jí)六角片狀形貌、顯軟磁特性、電阻率在半導(dǎo)體范圍;Bi0.9La0.1FeO3屬單一鈣鈦礦結(jié)構(gòu)、顆粒形狀呈鵝卵石狀、顯弱鐵磁性;(1-x) Sr3Co2Fe24O41/xBi0.9La0.1FeO3復(fù)合物為兩相混合體，電阻率隨x增加而下降，飽和磁化強(qiáng)度和剩余磁化強(qiáng)度與鐵氧體相同數(shù)量級(jí)，磁矯頑力比單相大幅提高;以上樣品化

4、學(xué)成分純凈，產(chǎn)物形成過(guò)程均經(jīng)歷凝膠吸附水蒸發(fā)、熱分解、晶型形成等階段。
　　用微波矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)試了各樣品在2-18GHz微波頻率范圍的復(fù)介電常數(shù)和復(fù)磁導(dǎo)率，計(jì)算了微波反射率和損耗角正切，分析了摻雜量、復(fù)合組分、厚度對(duì)樣品微波吸收性能的影響，討論了微波電磁損耗機(jī)制。結(jié)果表明:對(duì)摻雜改性的Z型鍶鐵氧體，x=0.4、厚度2.3mm的Sr3-xGdxFe24O41在11.0GHz頻率位置的吸收峰值為19.8dB，10dB吸收頻寬為5.

5、6GHz，x=0.3、厚度2.5mm的Sr3(CuZn)xCo2(1-x)Fe24O41在11.4GHz頻率位置的吸收峰值為29dB，10dB吸收頻寬為7.7GHz，兩種材料均具有微波寬頻強(qiáng)吸收效果且兼具強(qiáng)的磁損耗和一定的介電損耗，適量的稀土或過(guò)渡元素?fù)诫s及六角片狀形貌有利于提高Z型鍶鐵氧體的微波吸收性能。對(duì)(1-x) Sr3Co2Fe24O41/xBi0.9La0.1FeO3復(fù)合體系，x=0.4、厚度2.7 mm的樣品在13 GHz頻