尖晶石型納米晶MnxZn1-xFe2O4微結構及其磁性研究.pdf

1、目前,尖晶石型錳鋅鐵氧體因高磁導率、低矯頑力和低功率損耗等性能而在電子工業(yè)中應用非常廣泛,所以科學人員對其磁性能的研究一直沒有間斷,然而到20世紀80年代,納米材料開始受到科研界青睞時,處在納米尺度下錳鋅鐵氧體材料的特殊性質也將迅速受到社會廣泛關注。
　　本文用sol-gel法,制備了x=0、x=0.1、x=0.25、x=0.5、x=0.8、x=0.9和x=1一系列不同組分的納米晶MnxZn1-xFe2O4粉末并對其微結構和磁性能

2、進行分析。顧及到當前塊材應用最廣,因此,將錳鋅鐵氧體納米粉末加工成一定形狀的粘結體且進行磁性能檢測,有望這種材料能得到實際應用。研究內(nèi)容如下:
　　(1)對不同組分納米粉末樣品的微結構和磁性能進行檢測,目的是研究組分、晶粒大小以及磁性能三者之間的關系。XRD檢測結果表明,組分不同,樣品易出現(xiàn)細微的晶胞常數(shù)改變和α-Fe2O3雜相。再通過TEM表征了納米粉末的晶粒大小和形貌結構,并且介紹不同組分和處理條件對樣品微結構的影響,為選擇特

3、定的樣品再深入研究而提供依據(jù)。然后,通過振動樣品磁強計測量磁滯回線,結果表明,組分x=0.8、0.5和0.25,晶粒大小分別是D=86nm、77nm和23.3nm,對應的比飽和磁化強度分別為4.31emu/g、5.213emu/g和7.925emu/g,可見,要提高上述三個組分樣品的磁性能,不可忽視晶粒大小的影響。另外,居里溫度Tc與晶粒大小也有關,但晶粒大小對居里溫度的影響較小,居里溫度 Tc與組分x滿足線性關系,為進一步研究室溫氧化

4、物磁制冷和磁液體材料提供參考。
　　(2)對組分x=0.25樣品的微結構和磁性能進行詳細研究。XRD檢測結果表明,樣品的主要物相是面心立方尖晶石型錳鋅鐵氧體,對應的空間群是Fd3_m(227)。通過SEM和TEM表征了納米顆粒大小和形貌結構。對前驅體采用TG-DTA技術分析熱分解過程,得出制備的最佳PH值、攪拌時間和煅燒溫度。然后研究不同晶粒大小粉末樣品的制備工藝,結果表明,煅燒時間為2h,600~650℃的煅燒溫度,晶粒隨煅燒溫

5、度升高,長大較快;650~720℃,晶粒大小不變,甚至隨煅燒溫度升高有變小的趨勢;720~810℃,晶粒隨煅燒溫度升高會長大至最大值。煅燒溫度為750℃,煅燒時間在5.5h內(nèi),晶粒大小可以控制在42.5~66nm之間。將納米粉末加工成Φ12mm圓柱形粘結體。通過NIM-200C磁性材料不同溫度測試系統(tǒng)測量磁體的磁滯回線,該樣品晶粒大小D=86.6nm、其飽和磁化強度Ms=1.26kGs、剩余磁感應強度Br=0.341kGs、矯頑力Hcj