鋇鐵氧體的晶格摻雜與微波燒結(jié)研究.pdf

1、鋇鐵氧體由于其原料便宜、化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)異，被廣泛用作永磁材料、微波吸收材料。利用不同的元素?fù)诫s可以對(duì)鋇鐵氧體的居里溫度、矯頑力、磁導(dǎo)率進(jìn)行控制，從而提高鋇鐵氧體性能。但在常規(guī)鋇鐵氧體的燒結(jié)過(guò)程中，燒結(jié)溫度高、燒結(jié)時(shí)間長(zhǎng)，摻雜工藝復(fù)雜等缺點(diǎn)制約著鋇鐵氧體的研究應(yīng)用。基于以上現(xiàn)狀，提出以錳元素作為摻雜元素，比較常規(guī)燒結(jié)技術(shù)與微波燒結(jié)技術(shù)兩種燒結(jié)技術(shù)的差別，制備鋇鐵氧體及其摻雜物，討論微波燒結(jié)對(duì)鋇鐵氧體晶格摻雜和表面缺陷的影響。
　　

2、本論文利用共沉淀法制備出的鋇鐵氧體前驅(qū)體在不同的溫度反應(yīng)條件下煅燒制備得到鋇鐵氧體。通過(guò)對(duì)鋇鐵氧體的常規(guī)燒結(jié)和微波燒結(jié)制備比較，考察不同反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度條件和保溫介質(zhì)對(duì)反應(yīng)的影響。得出：①常規(guī)燒結(jié)鋇鐵氧體需要的溫度較高，通常在1300℃左右，微波燒結(jié)鋇鐵氧體的溫度降低，在碳化硅保溫條件下微波燒結(jié)溫度降至1000℃左右，未加碳化硅保溫條件下微波燒結(jié)溫度降至700℃左右，未加碳化硅輔助燒結(jié)的條件下，樣品的質(zhì)量磁化率遠(yuǎn)高于碳化硅輔助微波燒結(jié)

3、和管式馬弗爐燒結(jié)樣品質(zhì)量磁化率；②隨著Fe/Ba摩爾比例的增大，鋇鐵氧體的燒結(jié)溫度降低，F(xiàn)e/Ba摩爾比例超過(guò)12或者小于10都不利于反應(yīng)的進(jìn)行，通常選取Fe/Ba摩爾比例11為較合理的配比；③鋇鐵氧體及其錳摻雜樣品的差熱分析表明，隨著錳含量的增加，鋇鐵氧體的吸收峰的溫度從1191℃遞減至1078℃；④XRD圖譜表明，不同F(xiàn)e/Ba摩爾比例鋇鐵氧體和不同含量錳摻雜鋇鐵氧體的晶體結(jié)構(gòu)與BaFe12O19譜圖一致，錳元素以晶格摻雜形式存在于

4、晶體結(jié)構(gòu)中；
　　 在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和理論分析的基礎(chǔ)上，對(duì)比討論了管式電爐燒結(jié)、碳化硅輔助微波燒結(jié)和無(wú)輔助劑微波燒結(jié)三種燒結(jié)方式燒結(jié)鋇鐵氧體及其錳摻雜。研究表明，微波電磁場(chǎng)中鋇鐵氧體的介電損耗使其整體加熱至燒結(jié)溫度，并最終實(shí)現(xiàn)致密化的快速燒結(jié)。鋇鐵氧體通過(guò)自身的偶極子轉(zhuǎn)動(dòng)及電導(dǎo)損耗自身加熱，加熱有一個(gè)誘導(dǎo)期，得到的樣品磁化率較管式電爐燒結(jié)和碳化硅輔助燒結(jié)磁化率高。錳元素的摻雜在微波燒結(jié)中取代鐵元素，形成晶格摻雜鋇鐵氧體，同時(shí)錳元素也在