非磁性离子掺杂MnZn铁氧体的磁性研究

摘要

MnZn铁氧体是应用极为广泛的软磁材料之一，因其具有高饱和磁化强度、高电阻率、高的初始磁导率以及低矫顽力和低功率损耗，已被广泛应用于电子、通讯及办公自动化等领域。然而，不同的合成条件对MnZn铁氧体的结构和电磁特性影响较大，如:合成方法、离子的不同配比、溶液的pH值、络合剂、热处理条件及不同阳离子的取代等。本文采用溶胶凝胶自蔓延方法合成MnZn铁氧体粉末，同时选择非磁性Li+离子和Al3+离子对Mnzn铁氧体进行掺杂改性的研究。并使用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、穆斯堡尔谱仪、超导量子干涉仪(SQUID)、振动样品磁强计(VSM)对样品的结构和磁特性进行了表征，主要研究工作如下:
　　1.采用溶胶凝胶自蔓延方法合成Zn1-xMnxFe2O4(x=0，0.15，0.25，0.35，0.45，0.55，0.75，0.85)铁氧体粉末，以柠檬酸作为络合剂，金属离子与柠檬酸摩尔比为1∶1。所有样品均在550℃进行烧结，XRD分析表明样品为尖晶石结构铁氧体。SEM结果显示样品颗粒呈球状，存在团聚现象。穆斯堡尔谱分析表明随着Mn2+离子浓度不断增大，谱线由顺磁双线谱逐渐变为zeeman六线谱。磁性研究表明随着Mn2+离子浓度不断增大，饱和磁化强度Ms、矫顽力Hc、剩余磁化强度Mr逐渐增大。
　　2.利用Li+离子对Mn0.4Zn0.6Fe2O4铁氧体进行掺杂改性研究，XRD结果表明样品均为单相尖晶石型铁氧体，随着Li+离子浓度增大，晶格常数逐渐减小。SEM结果表明，掺杂后粒子尺寸变大，存在团聚现象。穆斯堡尔谱研究表明随着Li+离子浓度增大，顺磁相逐渐转变为铁磁相。磁性研究表明随着Li+离子浓度增大饱、磁化强度Ms、剩余磁化强度Mr逐渐增大。
　　3.利用Al3+离子对Mn0.6Zn0.4Fe2O4铁氧体进行掺杂改性研究，XRD结果表明样品为尖晶石型铁氧体，随着Al3+离子浓度增大，晶格常数逐渐减小。SEM结果表明样品颗粒尺寸均匀，且具有较好的分散性。穆斯堡尔谱研究表明随着Al3+离子浓度增大，铁磁相逐渐消失，完全呈现出顺磁相。磁性研究表明随着Al3+离子浓度增大饱和磁化强度Ms，剩余磁化强度Mr和矫顽力Hc逐渐减小。

目录

摘要

图清单

表清单

第一章 绪论

1．1 尖晶石型铁氧体

1．1．1 尖晶石型铁氧体的概念

1．1．2 尖晶石型铁氧体晶体结构

1．2 尖晶石铁氧体晶格中金属阳离子的分布规律

1．2．1 尖晶石铁氧体的金属阳离子的分布类型

1．2．2 尖晶石铁氧体的金属阳离子的占位倾向

1．2．3 影响晶格中阳离子分布的因素

1．3 尖晶石型铁氧体的磁性

1．4 超交换相互作用

参考文献

第二章 尖晶石铁氧体的制备技术及表征

2．1 铁氧体常用的制备技术

2．1．1 高能球磨法

2．1．2 水热合成法

2．1．3 化学共沉淀法

2．1．4 溶胶凝胶法

2．1．5 微乳液法

2．1．6 溶胶凝胶自蔓延法

2．2 实验

2．3 实验步骤及方法

2．3．1 溶胶凝胶自蔓延法

2．3．2 溶胶凝胶自蔓延合成法流程图

2．4 样品的表征方法

2．4．1 X射线衍射仪(XRD)

2．4．2 扫描电子显微镜(SEM)

2．4．3 超导量子干涉仪(SQUID)

2．4．4 振动样品磁强计(VSM)

2．4．5 穆斯堡尔谱学原理及实验数据分析

参考文献

第三章 Zn1-xMnxFe2O4铁氧体的磁性研究

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 化学药品计量

3．2．2 实验方法及步骤

3．3 结果与讨论

3．3．1 样品的XRD研究

3．3．2 样品的SEM分析

3．3．3 样品的穆斯堡尔谱研究

3．3．4 样品的磁性研究

3．4 本章小结

参考文献

第四章 Mn0．4Zn0．6-xLi0．5xFe2+0．5xO4铁氧体的磁性研究

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 化学药品计量

4．2．2 实验方法及步骤

4．3 结果与讨论

4．3．1 样品的XRD研究

4．3．2 样品的SEM分析

4．3．3 样品的穆斯堡尔谱研究

4．3．4 样品的磁性研究

4．4 本章小结

参考文献

第五章 Mn0．6Zn0．4AlxFe2-xO4铁氧体的磁性研究

5．1 引言

5．2 实验部分

5．2．1 化学药品计量

5．2．2 实验方法及步骤

5．3 结果与讨论

5．3．1 样品的XRD研究

5．3．2 样品的SEM分析

5．3．3 样品的穆斯堡尔谱研究

5．3．4 样品的磁性研究

5．4 本章小结

参考文献

第六章 总结

致谢

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