鐵酸鋅鎳的磁性能及介電弛豫研究.pdf

1、鐵酸鹽是一類重要的合成磁性氧化物,有不同的晶體結(jié)構(gòu)。其中尖晶石型AB2O4是一種最重要的結(jié)構(gòu),它又可以細(xì)分為尖晶石和反尖晶石兩種類型。鐵酸鋅(ZnFe2O4)和鐵酸鎳(NiFe2O4)在一般情況下分別是尖晶石型和反尖晶石型,所以鐵酸鋅鎳(Ni0.5Zn0.5Fe2O4)是一種混合型的尖晶石結(jié)構(gòu)。Ni0.5Zn0.5Fe2O4粉體是一種很重要的軟磁性材料,被廣泛應(yīng)用于鐵磁流體,磁藥物傳輸,磁高密度信息存儲；其塊材也具有優(yōu)良的軟磁性,并且具

2、有顯著的介電弛豫性能,可用于磁電器件。本文通過共沉淀法分別制備了的不同預(yù)燒溫度下的Ni0.5Zn0.5Fe2O4粉體及不同燒結(jié)溫度下的Ni0.5Zn0.5Fe2O4陶瓷片,并對其相結(jié)構(gòu),表面形貌,鐵磁性能及介電性能作了研究。
　　 對所制備的粉體XRD掃描結(jié)果表明,尖晶石結(jié)構(gòu)的Ni0.5Zn0.5Fe2O4材料具有較強的(311)晶粒取向,其中一些樣品的衍射峰由于晶格畸變而向小角度偏移。晶粒大小為20.8～53.3nm,并且從X

3、RD數(shù)據(jù)中可得到粉體的活化能是30.83kJ／mol。磁性測量結(jié)果表明Ni0.5Zn0.5Fe2O4為超順磁性材料,并且飽和磁化強度隨退火溫度的上升而增加,這可能是由于樣品A,B位Fe離子發(fā)生超交換的結(jié)果。矯頑場隨晶粒大小不同的改變可以根據(jù)疇結(jié)構(gòu)及晶粒各向異性來解釋。而且,低溫樣品在拉曼譜中出現(xiàn)了紅移現(xiàn)象,這可能與離子取代有所關(guān)系。
　　 在選擇的頻率下(f=1 kHz,2 kHz,3 kHz,5 kHz,10 kHz,20 k

4、Hz,30 kHz,50kHz,100 kHz)測量出陶瓷片介電常數(shù)隨溫度變化的關(guān)系。以900℃燒結(jié)的陶瓷樣品為例,可以觀測到極其明顯的介電馳豫(馳豫度△Tm=155 K)現(xiàn)象,其可以根據(jù)隨溫度上升時n型和p型載流子的相互作用的結(jié)果來解釋。通過應(yīng)用Arrhenius方程擬合馳豫峰值點,可以分別在不同的溫度范圍得到活化能EA=0.52 eV及0.3eV。并且,Ni0.5Zn0.5Fe2O4樣品在不同燒結(jié)溫度下超順磁性能的飽和磁化強度的大小