CoxFe3-xO4及其Al/Ce代换纳米晶的结构与磁性能研究

论文摘要

磁光存储是磁信息存储领域中一个非常重要的研究方向,磁光存储技术及其磁光存储材料的研制对推动大容量、高密度、可擦除信息存储技术的发展具有重要的科学意义。TbFeCo作为第一代磁光盘存储材料,已进入商业化阶段。但是,由于稀土元素的抗氧化性能差,对需永久保存的文档是一个隐患,同时由于难以在短波长下工作,使得存储密度很难再提高。因此,急需开发新一代短波长磁光记录材料。钴铁氧体具有良好的磁特性、化学稳定性以及在400—500nm短波长段具有良好的磁光克尔效应,因而被认为是下一代极有潜力的磁光存储材料。 本论文采用化学共沉淀法制备了钴铁氧体CoxFe3-xO4及其Al/Ce代换的纳米品系列样品,以X射线衍射仪,振动样品磁强计作为测试手段,系统地研究了样品的结构和磁性。得到了以下主要结果: 1、详细研究了CoxFe3-xO4的结构物相变化和磁性能。实验发现,钴含量对CoxFe3-xO4的物相结构影响很大,在x≥0.7时样品形成了单一的尖晶石相钴铁氧体,而x<0.7时则同时生成了尖晶石和α-Fe2O3相;适当增大钴含量有利于比饱和磁化强度的提高,在x=0.6-1.0范围内样品的比饱和磁化强度明显高于x<0.6的样品,并且在x=1.0附近同时获得了较大的比饱和磁化强度和矫顽力。 2、实验研究发现,通过对CoFe2O4进行Al/Ce阳离子代换,可以进一步改善样品的磁性能。对于Al代换的钴铁氧体Co1.0Fe2-xAlxO4（x=0.1-0.5）纳米晶粒,在x=0.1-0.3范围内矫顽力比未代换前略有提高;而对于Co1.0Fe2-xCexO4（x=0.1-0.3）,在x<0.2范围内,矫顽力在比饱和磁化强度变化不大的前提下有了较大幅度的提高。样品Co1.0Fe1.9Ce0.1O4经1280℃退火后,比饱和磁化强度和矫顽力分别达到了43.56Am2/Kg和81.92kA/m,这对于用作磁光记录材料是非常有利的。

论文目录

• 引言
• 第一章 磁光效应和磁光记录材料
• 1.1 磁光效应
• 1.2 磁光存储和读出的基本原理
• 1.3 磁光记录材料应具备的特性
• 1.4 磁光记录技术及磁光记录材料的发展
• 1.4.1 磁光记录技术的发展
• 1.4.2 磁光记录材料的发展
• 1.5 磁光记录材料的分类及概况
• 1.5.1 RE-TM非晶膜
• 1.5.2 多晶磁光记录薄膜
• 1.5.3 磁性多层膜
• 1.5.4 铁氧体氧化物磁光记录材料
• 1.6 钴铁氧体的最新研究进展
• 第二章 尖晶石型铁氧体的基本理论
• 2.1 尖晶石型铁氧体的晶体结构
• 2.2 尖晶石型铁氧体中金属离子的分布规律
• 2.2.1 金属离子分布的一般规律
• 2.2.2 影响金属离子分布的因素
• 2.3 尖晶石型铁氧体的磁性
• 2.4 尖晶石型铁氧体的磁晶各向异性
• 2.4.1 立方晶系磁晶各向异性的表达式
• 2.4.2 磁晶各向异性的来源
• 2.5 磁致伸缩
• 第三章 基本实验方法和测试原理
• 3.1 钴铁氧体微粉的制备方法
• 3.1.1 氧化物法
• 3.1.2 盐类分解法
• 3.1.3 溶胶-凝胶法
• 3.1.4 水热合成法
• 3.1.5 化学共沉法
• 3.2 样品的制备与测试手段
• 3.2.1 X射线衍射技术（XRD）
• 3.2.2 磁性测量
• xFe_3-xO₄纳米晶的结构与磁性研究'>第四章 钴铁氧体Co_xFe_3-xO₄纳米晶的结构与磁性研究
• 4.1 样品的制备与测量
• 4.2 样品的结构与相变
• 4.3 样品的磁性能
• 4.3.1 Co含量对磁性的影响
• 4.3.2 退火温度对磁性的影响
• 4.3.3 磁滞回线
• 4.4 本章小结
• 第五章 Al/Ce代换钴铁氧体纳米晶粒的磁性能研究
• 5.1 Al代换钴铁氧体纳米晶粒的磁性能研究
• 5.1.1 样品的制备与测量
• 5.1.2 样品的结构与相变
• 5.1.3 样品的磁性能
• 5.2 Ce代换钴铁氧体纳米晶粒的磁性能研究
• 5.2.1 样品的制备与测量
• 5.2.2 样品的结构与相变
• 5.2.3 样品的磁性能
• 5.3 本章小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表论文目录