ZnyCoxFe3-y-x-m（Al，La）mO4纳米晶粒制备、微结构与磁性能研究

论文摘要

尖晶石型钴铁氧体以其优良的机械耐磨性、良好的化学稳定性、高的磁晶各向异性、大的短波磁光效应而被认为是一种极具潜力的高密度磁光信息存储介质,得到越来越广泛和深入的研究。目前围绕的主要问题是提高饱和磁化强度和矫顽力,同时降低居里点,希望获得适合高密度磁记录水平的磁光读写特性。 本文采用溶胶—凝胶自燃烧法制备了纳米尺度的锌钴铁氧体ZnyCoxFe3-y-xO4系列粉体,在宽的阳离子含量变化范围内,运用X-射线衍射仪（XRD）和振动样品磁强计（VSM）测量和分析样品结构和磁性,系统而深入地研究了热处理过程的结构相变以及锌钴离子代换对其结构和磁性能的影响,得到以下主要研究结果: 1、系统地研究了热处理对样品性能的影响,实验发现,合适的烧结温度是提高样品磁性的关键工艺因素。在高温区适当地降低升温速率,延长保温时间,可以优化晶体结构,提高磁性能,改进升温曲线可使最佳性能烧结温度降低约200℃。 2、系统地研究了不同温区的结构相变,发现在550～800℃烧结温度区间出现α-Fe2O3过渡相,一般在高于800℃温度时生成单一尖晶石相锌钴铁氧体。当锌和钴含量都很低时,在高温烧结仍然是尖晶石和α-Fe2O3两相并存;对于Zn0.1CoxFe2.9-xO4（O<x<1）系列在x>0.80,α-Fe2O3相消失,得到单一的尖晶石相锌钴铁氧体。 3、适当降低锌含量可以提高磁性能。低锌含量y≤0.4系列锌钴铁氧体的饱和磁化强度和矫顽力显著高于高锌和中锌系列。Zn0.1Co0.8Fe2.1O4在950～1000℃温度区,饱和磁化强度和矫顽力均能获得较高值,并且通过阳离子掺杂或代换,可进一步提高样品的磁性。改性实验表明,掺La3+的Zn0.1Co0.8LamFe2.1-mO4（0<m≤0.15）样品,通过适当的温度烧结,比饱和磁化强度和矫顽力分别达到80emu·g-1和1.02kOe,同时居里点在495℃附近,并且随m的增加而降低。实验研究表明,微量La3+离子代换的Zn0.1Co0.8Fe2.1O4样品,饱和磁化强度和矫顽力同时有较高的值,并且可降低居里点,是较为合适的磁光记录介质备选材料。

论文目录

• 引言
• 第一章 磁和磁光存储材料
• §1.1 磁和磁光存储概述和发展趋势
• §1.2 磁和磁光记录原理
• 1.2.1 磁记录原理磁光记录原理
• 1.2.2 磁光记录原理
• §1.3 磁和磁光存储材料
• 1.3.1 性能要求
• 1.3.2 磁存储介质
• 1.3.3 磁泡存储材料
• 1.3.4 记录磁头材料
• 1.3.5 磁光存储材料
• 1.3.5.1 RE—TM非晶
• 1.3.5.2 多晶合金磁光存储介质
• 1.3.5.3 氧化物磁光存储介质
• §1.4 尖晶石型铁氧体基本理论
• 1.4.1 尖晶石型铁氧体晶体结构
• 1.4.2 尖晶石型铁氧体分子磁矩
• 1.4.3 饱和磁化强度与温度的关系
• 1.4.4 磁致伸缩及磁晶各向异性
• §1.5 本文研究内容
• 第二章 制备方法与测试
• §2.1 氧化物法
• §2.2 化学共沉淀法
• §2.3 溶胶-凝胶法
• 2.3.1 溶胶—凝胶法发展概述
• 2.3.2 溶胶—凝胶法基本原理
• 2.3.3 溶胶—凝胶法的特点
• §2.4 多晶铁氧体的固相反应
• §2.5 测试与分析手段
• 2.5.1 X-射线衍射仪（XRD）
• 2.5.2 振动样品磁强计（VSM）
• 第三章 锌钴铁氧体的结构与磁性能研究
• §3.1 实验过程
• 3.1.1 样品制备
• 3.1.2 测量仪器
• §3.2 高锌含量锌钴铁氧体的实验结果与讨论
• 3.2.1 结构与物相分析
• 3.2.2 磁性能
• §3.3 中锌含量锌钴铁氧体的实验结果与讨论
• §3.4 两种升温曲线的研究
• §3.5 低锌含量锌钴铁氧体的实验结果与讨论
• 3.5.1 结构与物相
• 3.5.2 磁性能
• §3.6 本章小结
• 3+和La³⁺代换锌钴铁氧体纳米颗粒的磁性能研究'>第四章 Al³⁺和La³⁺代换锌钴铁氧体纳米颗粒的磁性能研究
• 3+代换'>§4.1 Al³⁺代换
• 4.1.1 制备和实验过程
• 4.1.2 物相与结构
• 4.1.3 磁性能
• 3+代换'>§4.2 La³⁺代换
• 4.2.1 实验过程
• 4.2.2 磁化强度和矫顽力
• 4.2.3 居里点
• §4.3 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表论文目录