Fe和Co掺杂的纳米Ni-Zn铁氧体的结构和磁性

摘要

为了研究Fe离子和Co离子掺杂对Ni-Zn铁氧体纳米颗粒结构和性能的影响，用溶胶凝胶自燃法制备了Ni0.7Zn0.3Fe2+xO4(x=-0.3～0.3)和CoxNi0.7-xFe2O4(x=0.0～0.4)铁氧体纳米颗粒。并利用红外光谱(IR)、差热(DAT)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和振动样品磁强计(VSM)对样品进行了表征，结果表明： 干凝胶在210℃左右发生热分解产生的热能，使Ni-Zn铁氧体纳米颗粒形成，高温煅烧会去除掉颗粒表面的碳等杂物并使结晶完整和晶粒长大。对于Ni0.7Zn0.3Fe2+xO4样品，颗粒为球形，大小在44～73 nm之间，Fe含量的变化对颗粒形貌没有明显影响。其主相为尖晶石结构铁氧体，当x>0时，出现了第二相α-Fe2O3相；当x<0时，样品中出现了第二相NiδZn1-δO石盐相，同时第二相的含量随x隐绝对值的增大而增多。这种非磁性第二相的存在，使样品的饱和磁化强度都小于Ni0.7Zn0.3Fe2O4的75 emu/g，且随着x绝对值的增大而减小。样品的矫顽力大小在50～87 Oe之间。 600℃和700℃煅烧的CoxNi0.7-xFe2O4样品都是单一的尖晶石结构。平均颗粒大小在40～55 nm之间(大于单畴临界尺寸30 nm)，随着烧结温度的升高和Co含量的增加而增大。离子半径较大的Co2+离子取代Ni2+后，使样品的品格常数有所增大，并且与Co2+含量成正比。CoxNi0.7-xFe2O4铁氧体样品的红外特征峰随着颗粒的减小发生了红移。所有的样品都显示铁磁性，样品的饱和磁化强度随着Co2+含量增加和热处理温度的提高而增加。样品的矫顽力随着Co2+离子的增多而增大，随着煅烧温度的升高而减小。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1铁氧体的发展历程

1.2研究现状

1.2.1制备方法及其对磁性能的影响

1.2.2掺杂及其对结构和性能的影响

1.2.3复合型Ni-Zn铁氧体材料

1.3本论文的选题意义及主要工作

1.3.1 Ni0.7Zn0.3Fe2+xO4的选题意义及主要工作

1.3.2 CoxNi0.7-xZn0.3Fe2O4的选题意义及主要工作

第二章Ni-Zn铁氧体的理论基础

2.1Ni-Zn铁氧体的晶格结构

2.2金属离子置换的条件

2.3 Ni-Zn铁氧体的磁性

2.4纳米材料的特性

2.4.1纳米材料的基本特性

2.4.2纳米材料的磁特件

第三章样品制备与表征

3.1溶胶凝胶自燃法

3.2样品的制备

3.3样品的表征手段

3.3.1样品的红外表征

3.3.2干凝胶的差热表征

3.3.3样品的结构表征

3.3.4样品的磁性表征

3.3.5样品的形貌表征

第四章Ni0.7Zn0.3Fe2+xO4铁氧体纳米颗粒的结构和磁性

4.1 Ni0.7Zn0.3Fe2O4样品的红外表征

4.2 Ni0.7Zn0.3Fe2O4干凝胶的差热分析

4.3 Ni0.7Zn0.3Fe2+xO4纳米颗粒的结构

4.4 Ni0.7Zn0.3Fe2+xO4纳米颗粒的形貌

4.5 Ni0.7Zn0.3Fe2+xO4纳米颗粒的磁性

4.6本章小结

第五章 CoxNi0.7-xZn0.3Fe2O4纳米颗粒的结构和磁性

5.1 CoxNi0.7-xZn0.3Fe2O4纳米颗粒的结构

5.2 CoxNi0.7-xZn0.3Fe2O4纳米颗粒的红外表征

5.3 CoxNi0.7-xZn0.3Fe2O4纳米颗粒的磁性

5.4本章小结

第六章结论

参考文献

发表论文和科研究情况说明

致谢