利用EDTA的溶胶-凝胶法制备钡铁氧体薄膜及粉体

摘要

M型钡铁氧体(BaM)是一种具有六角晶体结构的磁铅石型铁氧体，由于具有大的单轴磁晶各向异性场，较高的饱和磁化强度、矫顽力和磁能积，良好的化学稳定性和抗腐蚀性以及高频时具有高的电阻率和介电常数，一直在微波通信领域和磁记录方面有着重要的应用。本文采用溶胶-凝胶(sol-gel)法，以乙二胺四乙酸(EDTA)为络合剂制备了钡铁氧体薄膜和粉体。
　　薄膜方面，主要研究了EDTA含量、前驱液PH值、不同Fe/Ba离子之比对于薄膜织构、表面形貌和磁性能的影响。结果表明当前驱液中3+2+Fe/Ba之比为8:1时，可制得较好c轴取向、具有片状六角结构的纯相BaM薄膜，当3+2+Fe/Ba之比大于8时，不能得到纯相的BaM薄膜。EDTA的量会影响薄膜的形貌，尤其是当EDTA不足量时，由于胶体中存在大量的自由金属离子，生成了许多点状晶粒，当EDTA与金属离子之比为1:1时，薄膜的织构最好。前驱液的PH值对薄膜的织构影响不大。纯相BaM薄膜具有显著的各向异性,室温下在面外方向的饱和磁化强度Ms约为240 emu/cc，最大矫顽力Hc约为270 Oe，而在面内方向薄膜几乎显示顺磁性。薄膜与基片的外延关系为在面外方向[001]sapphire‖[001]BaM,而在面内方向[110]sapphire‖[100]BaM。
　　粉体方面，当前驱液中的3+2+Fe/Ba之比为8:1时，经1000℃退火处理4小时，可以制得杂相较少且具有片状六角结构的M型钡铁氧体纳米粉体，但由于交换耦合作用的存在使其比饱和磁化强度σ和矫顽力Hc较低。通过Sb掺杂制备了纳米复合钡铁氧体粉体，结果显示：随着掺杂原子数的增加，材料的物相组成越来越复杂，六角片状晶粒逐渐减少，比饱和磁化强度σ和剩磁Mr减小。将粉体压制成块材后，σ和Mr也相应的减小，但矫顽力Hc逐渐增大。

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第一章 前言

1.1铁氧体材料

1.2 M型钡铁氧体( BaM )材料

1.3存在的问题和发展趋势

1.4 本文的研究意义及内容

第二章 溶胶-凝胶法简介

2.1 胶体的溶胶-凝胶过程

2.2 由无机金属盐形成的有机聚合物凝胶

2.3 由有机高分子聚合物玻璃态形成凝胶的过程

2.4 溶胶-凝胶法存在的一些问题

第三章 溶胶-凝胶法制备钡铁氧体薄膜

3.1 利用EDTA以溶胶-凝胶( sol-gel )法制备 12 19BaFe O 薄膜的基本原理

3.2 实验过程

3.3 制备不同金属离子与EDTA之比的 12 19BaFe O 薄膜

3.4 制备前驱液PH值不同的 12 19BaFe O 薄膜

3.5 制备不同Fe/Ba比的 12 19BaFe O 薄膜

3.6 本章小结

第四章 溶胶-凝胶法制备钡铁氧体粉体

4.1 钡铁氧体粉体的制备

4.2 制备锑( Sb )掺杂的钡铁氧体粉体

4.3 本章小结

第五章 结论和展望

5.1 结论

5.2 工作展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果