离子取代对M型钡铁氧体材料微结构及性能的影响研究

摘要

现代通讯及雷达系统的迅猛发展对铁氧体环行器提出了小型化、轻量化和集成化的要求，铁氧体作为铁氧体环行器的一个极其重要的组成部分，其性能的提升对环行器的改良有重要影响。磁铅石型铁氧体是一种六角晶体结构铁氧体材料，代表材料有钡铁氧体、锶铁氧体，且具有高磁晶各向异性场Ha。高磁晶各向异性场 Ha可在铁氧体内提供一个内场，在没有外加稳恒磁场 H或者小的外加稳恒磁场 H下，可使微波铁氧体在毫米波频率下发生铁磁共振。这样在较低静磁场即可实现在微波毫米波范围内工作，从而有利于实现整机系统的小型化。因此，研制高磁晶各向异性的M型钡铁氧体对环行器的小型化有重要意义。本文通过氧化物陶瓷工艺制备了 M型钡铁氧体，研究了 LaCo、LaMn、LaCoMn和 LaCu取代对M型钡铁氧体微结构及性能的影响。结果表明：
　　LaCo取代 M型钡铁氧体（Ba1-xLaxFe12-xCoxO19）：随着取代量的增加，烧结样品的晶粒生长活化能逐渐减小、平均晶粒尺寸逐渐增大、收缩率逐渐减小、气孔率逐渐增大、密度逐渐减小；磁晶各向异性场先增大后减小，在取代量 x等于0.3时取得极大值630 kA/m。LaMn取代M型钡铁氧体（Ba1-xLaxFe12-xMnxO19）：随着取代量的增加，烧结样品的晶粒生长活化能先略有增大后迅速减小，平均晶粒尺寸逐渐增大、收缩率逐渐减小、气孔率逐渐增大、密度逐渐减小；磁晶各向异性场先增大后减小，然后趋于稳定，在取代量 x为0.15时取得极大值636 kA/m。LaCoMn取代 M型钡铁氧体（Ba1-xLaxFe12-xCox/2Mnx/2O19）：随着取代量的增大，烧结样品的晶粒生长活化能先减小后增大，平均晶粒尺寸先增大后减小、收缩率逐渐减小、气孔率逐渐增大、密度逐渐减小；磁晶各向异性场先增大后减小，在取代量 x等于0.1时取得极大值815 kA/m。LaCu取代 M型钡铁氧体（Ba1-xLaxFe12-xCuxO19）：随着取代量的增大，烧结样品的平均晶粒尺寸先增大后减小、气孔率先减小后增大；磁晶各向异性场先增大后减小，在取代量 x为0.1时取得极大值783 kA/m。

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第一章绪论

1.1研究背景

1.2国内外研究现状

1.3研究意义及目的

1.4论文结构

第二章磁铅石铁氧体结构与主要参数

2.1 M型钡铁氧体的结构

2.2 M型钡铁氧体的磁性参数

2.2.1饱和磁化强度Ms

2.2.2矫顽力Hc

2.2.3剩余磁化强度Mr

2.2.4磁晶各向异性

第三章M型钡铁氧体的制备与测试方法

3.1实验工艺及原理

3.1.1一次球磨

3.1.2预烧

3.1.3添加剂

3.1.4二次球磨

3.1.5造粒

3.1.6成型

3.1.7烧结

3.2表征方法、测试设备及原理

3.2.1 Archimedes原理

3.2.2扫描电子显微镜

3.2.3 X射线衍射仪

3.2.4振动样品磁强计

第四章实验及其结果分析

4.1离子取代M型钡铁氧体的制备与测试

4.2 LaCo取代M型钡铁氧体研究

4.2.1 LaCo取代M型钡铁氧体的致密化研究

4.2.2 LaCo取代M型钡铁氧体晶化动力学研究

4.2.3 LaCo取代M型钡铁氧体磁性能研究

4.3 LaMn取代M型钡铁氧体研究

4.3.1 LaMn取代M型钡铁氧体的致密化研究

4.3.2 LaMn取代M型钡铁氧体晶化动力学研究

4.3.3 LaMn取代M型钡铁氧体的磁性能研究

4.4 LaCoMn取代M型钡铁氧体研究

4.4.1 LaCoMn取代M型钡铁氧体的致密化研究

4.4.2 LaCoMn取代M型钡铁氧体晶化动力学研究

4.4.3 LaCoMn取代M型钡铁氧体磁性能研究

4.5 LaCu取代M型钡铁氧体研究

4.5.1 LaCu取代M型钡铁氧体的显微结构分析

4.5.2 LaCu取代M型钡铁氧体磁性能研究

第五章结论

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果