Ce/NiZn掺杂及La0.7Sr0.3MnO3复合Z型锶钴铁氧体的微波吸收特性

摘要

通过离子掺杂、复合等多种途径对六角铁氧体进行改性以增强其微波吸收一直是一个研究热点。本文探讨了Sr位Ce掺杂、Co位NiZn掺杂以及与La0.7Sr0.3MnO3复合的Z型六角锶钴铁氧体微波吸收特性。
　　采用溶胶-凝胶法制备了Sr3-xCexCo2Fe24O41、Sr3(NiZn)x Co2(1-x)Fe24O41以及La0.7Sr0.3MnO3/Sr3Co2Fe24O41复合体系，用TGA-DSC、FT-IR表征样品形成过程，用XRD、SEM、EDS对样品晶体结构、微观形貌及成分进行检测，用PPMS-9T型物性测量系统测试样品室温磁滞回线，采用圆柱体法测量样品室温电阻率。研究结果表明: Sr3-xCexCo2Fe24O41、 Sr3(NiZn)xCo2(1-x)Fe24O41在1250℃煅烧5时能形成较为单一的Z相铁氧体结构，微观形貌呈六角片状，化学成分纯净;复合体系中La0.7Sr0.3MnO3包覆于Sr3Co2Fe24O41表面。通过适当的Ce、NiZn掺杂及La0.7Sr0.3MnO3复合可以改善样品的磁性能和降低电阻率。产物形成过程均经历凝胶吸附水蒸发、热分解、晶型形成等阶段。
　　用微波网络分析仪测量了Sr3-xCexCo2Fe24O41、Sr3(NiZn)xCo2(1-x)Fe24O41以及La0.7Sr0.3MnO3/Sr3Co2Fe24O41复合体系在2～18GHz微波频率范围的复介电常数和复磁导率，计算了样品的微波反射率和电磁损耗角正切，分析了掺杂量或质量分数、厚度对样品微波反射率的影响，讨论了材料的电磁损耗机制。结果表明:Sr3-xCexCo2Fe24O41与Sr3(NiZn)x Co2(1-x)Fe24O41当X=0.3、厚度为2.4mm时，微波吸收性能最好，在12.3GHz和13.5GHz处分别有最大吸收峰值13.2dB和25.1dB，10dB频宽分别为3.7GHz与7.7GHz;当La0.7Sr0.3MnO3质量分数为60wt％，样品厚度为2.3mm时，La0.7Sr0.3MnO3/Sr3Co2Fe24O41微波吸收性能最好，在13.7GHz处的最大吸收峰值为27.5dB，10dB频宽达4.9GHz。Sr3-xCexCo2Fe24O41与Sr3(NiZn)x Co2(1-x)Fe24O41以磁损耗为主，介电损耗较弱。La0.7Sr0.3MnO3/Sr3Co2Fe24O41磁损耗与介电损耗均较强。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 微波吸收材料及分类

1．2 微波吸收材料的基本物理机制

1．2．1 复介电常数 复磁导率 损耗因子

1．2．2 阻抗匹配与衰减特性

1．2．3 电磁损耗的微观机制

1．3 Z型铁氧体吸波材料的研究进展

1．4 论文的主要工作

2 样品的制备及表征

2．1 样品的制备

2．1．1 Sr3-xCexCo2Fe24O41的制备

2．1．2 Sr3(NiZn)xCo2(1-x)Fe24O41的制备

2．1．3 La0．7Sr0．3MnO3／Sr3Co2Fe24O41复合体系的制备

2．2 样品形成过程

2．2．1 TGA-DSC分析

2．2．2 FT-IR分析

2．3 样品的晶体结构、微观形貌及成分

2．3．1 XRD分析

2．3．2 SEM分析

2．3．3 EDS分析

2．4 样品的磁性能

2．5 样品的室温电阻率

2．5．1 电阻率的测量方法

2．5．2 室温电阻率的测量结果

2．6 本章小结

3 Sr3-xCexCo2Fe24O41与Sr3(NiZn)xCo2(1-x)Fe24O41的微波电磁特性

3．1 微波电磁参数的测量方法

3．2 微波电磁参数

3．2．1 Sr3-xCexCo2Fe24O41电磁参数

3．2．2 Sr3(NiZn)xCo2(1-x)Fe24O41电磁参数

3．3 微波反射率

3．3．1 掺杂量对样品微波吸收性能的影响

3．3．2 厚度对样品微波吸收性能的影响

3．4 微波电磁损耗机制

3．4．1 Sr3-xCexCo2Fe24O41电磁损耗机制

3．4．2 Sr3(NiZn)xCo2(1-x)Fe24O41电磁损耗机制

3．5 本章小结

4 La0．7Sr0．3MnO3／Sr3Co2Fe24O41复合体系的微波电磁特性

4．1 微波电磁参数的测量方法

4．2 微波电磁参数

4．3 微波反射率

4．3．1 复合组分对La0．7Sr0．3MnO3／Sr3Co2Fe24O41微波吸收性能的影响

4．3．2 厚度对La0．7Sr0．3MnO3／Sr3Co2Fe24O41复合体系微波吸收性能的影响

4．4 微波电磁损耗机制

4．4．1 La0．7Sr0．3MnO3／Sr3Co2Fe24O41的微波介电谱与磁谱

4．4．2 La0．7Sr0．3MnO3／Sr3Co2Fe24O41的电磁损耗因子

4．4．3 La0．7Sr0．3MnO3／Sr3Co2Fe24O41的电磁损耗机制

4．5 本章小结

5 结论与展望

5．1 主要结论

5．1．1 Ce、(NiZn)掺杂及与La0．7Sr0．3MnO3复合的Z型锶钴铁氧体制备与表征

5．1．2 Ce、(NiZn)掺杂及与La0．7Sr0．3MnO3复合的Z型锶钴铁氧体的微波电磁特性

5．2 展望

参考文献

攻读学位期间主要的研究成果目录

致谢