掺杂尖晶石型锌钴铁氧体的制备及磁性能研究

论文摘要

铁氧体是一类具有非常广泛用途的磁性功能材料,其粉料的制备方法一直是人们探索的课题。尖晶石型铁氧体是一类具有很好的电磁性质,广泛用于信息存储系统等磁性材料,其微粉的制备方法一直是人们探索研究的课题。本文采用草酸盐化学共沉淀法合成尖晶石型铁氧体,并对反应的条件、微粉的结构及磁性能进行了研究。合成出的微粉主要通过X射线衍射仪（XRD）、热重一差示扫描量热（TG-DSC）、扫描电镜（SEM）、傅立叶变换红外光谱（FT-IR）等手段进行结构性能表征,采用振动样品磁强计（VSM）对磁性能进行测试。本论文利用草酸盐共沉淀法合成了尖晶石型锌铁氧体ZnFe2O4、尖晶石型钴铁氧体CoFe2O4和不同锌含量的尖晶石型锌钻铁氧体ZnxCo1-xFe2O4。实验结果表明,对于ZnFe2O4铁氧体来说,比饱和磁化强度在煅烧温度为800℃时最大,σs=32.45A·m2·kg-1;对于CoFe2O4铁氧体来说,比饱和磁化强度在煅烧温度为900℃时最大,σs=35.95A·m2·kg-1;对于不同锌含量的ZnxCo1-xFe2O4铁氧体来说,比饱和磁化强度在锌含量x=0.3时最大,σs=63.48A·m2·kg-1。σs本论文采用草酸盐共沉淀法合成了尖晶石型掺杂稀土元素和过渡金属元素的铁氧体,研究了稀土元素和过渡金属元素的掺杂对锌钻铁氧体的晶体结构以及磁性能的影响。实验结果表明,对于Zn0.3Co0.7LaxFe2-xO4铁氧体来说,比饱和磁化强度随着掺杂量x的增大而减小;对于Zn0.3Co0.7YxFe2-xO4铁氧体来说,比饱和磁化强度在掺杂量x=0.04时最大,σs=66.89A·m2·kg-1。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 铁氧体分类及应用
• 1.2.1 按磁性分类
• 1.2.2 按晶格类型分类
• 1.3 尖晶石型铁氧体的晶体结构
• 1.4 尖晶石铁氧体中金属离子分布的优先性
• 1.5 铁氧体的磁性
• 1.5.1 铁氧体的磁畴
• 1.5.2 尖晶石铁氧体的超交换作用和亚铁磁性
• 1.6 铁锌钴和掺杂元素的原子磁性
• 1.7 铁氧体的主要磁性参数
• 1.7.1 磁化强度
• 1.7.2 矫顽力
• 1.7.3 磁滞回线
• 1.8 铁氧体的制备方法
• 1.8.1 化学共沉淀法
• 1.8.2 溶胶-凝胶法
• 1.8.3 自蔓延合成法
• 1.8.4 水热合成法
• 1.8.5 高能固相球磨法
• 1.8.6 氧化物法
• 1.8.7 喷雾热解法
• 1.8.8 超临界流体干燥法
• 1.8.9 微乳液法
• 1.8.10 爆炸法
• 1.8.11 微波场下湿法合成
• 1.8.12 冲击波合成法
• 1.9 课题研究的意义及主要内容
• 第2章 实验部分
• 2.1 实验试剂及实验仪器
• 2.1.1 实验试剂及原料
• 2.1.2 实验仪器及设备
• 2.2 尖晶石型铁氧体的制备
• 2.2.1 尖晶石型铁氧体的制备方法
• 2.2.2 尖晶石型铁氧体的合成工艺
• 2.3 铁氧体样品的分析和表征
• 2.3.1 傅立叶变换红外光谱
• 2.3.2 热重-差示扫描量热
• 2.3.3 广角X射线衍射
• 2.3.4 振动样品磁强计
• 2.3.5 扫描电子显微镜
• 第3章 尖晶石型铁氧体的表征及磁性能研究
• 2O₄铁氧体的表征与磁性研究'>3.1 ZnFe₂O₄铁氧体的表征与磁性研究
• 2O₄铁氧体的反应机理'>3.1.1 合成ZnFe₂O₄铁氧体的反应机理
• 2O₄铁氧体的结构分析'>3.1.2 ZnFe₂O₄铁氧体的结构分析
• 2O₄铁氧体的磁性能分析'>3.1.3 ZnFe₂O₄铁氧体的磁性能分析
• 2O₄铁氧体的形貌分析'>3.1.4 ZnFe₂O₄铁氧体的形貌分析
• 2O₄铁氧体的表征与磁性研究'>3.2 CoFe₂O₄铁氧体的表征与磁性研究
• 2O₄铁氧体的反应机理'>3.2.1 合成CoFe₂O₄铁氧体的反应机理
• 2O₄铁氧体的结构分析'>3.2.2 CoFe₂O₄铁氧体的结构分析
• 2O₄铁氧体的磁性能分析'>3.2.3 CoFe₂O₄铁氧体的磁性能分析
• 2O₄铁氧体形貌分析'>3.2.4 CoFe₂O₄铁氧体形貌分析
• xCo_1-xFe₂O₄的表征与磁性研究'>3.3 Zn_xCo_1-xFe₂O₄的表征与磁性研究
• xCo_1-xFe₂O₄铁氧体的反应机理'>3.3.1 合成Zn_xCo_1-xFe₂O₄铁氧体的反应机理
• xCo_1-xFe₂O₄铁氧体结构分析'>3.3.2 Zn_xCo_1-xFe₂O₄铁氧体结构分析
• 0.3Co_0.7Fe₂O₄铁氧体形貌分析'>3.3.3 Zn_0.3Co_0.7Fe₂O₄铁氧体形貌分析
• 0.3Co_0.7Fe₂O₄磁性能分析'>3.3.4 Zn_0.3Co_0.7Fe₂O₄磁性能分析
• 0.3Co_0.7Fe₂O₄晶体结构和磁性能的影响'>3.3.5 镧掺杂对Zn_0.3Co_0.7Fe₂O₄晶体结构和磁性能的影响
• 0.3Co_0.7Fe₂O₄晶体结构和磁性能的影响'>3.3.6 钇掺杂对Zn_0.3Co_0.7Fe₂O₄晶体结构和磁性能的影响
• 3.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢