稀土掺杂M型锶永磁铁氧体的制备、微观结构和磁性能的研究

摘要

M型永磁铁氧体是当今社会不可或缺的一种重要的功能型材料，由于具有优良的磁性能和高性价比使其牢牢地占据着大部分的永磁材料市场。近年来，电动汽车和智能化设备的高速发展，促使了M型永磁材料进一步的发展，与此同时也使得对M型永磁铁氧体的磁性能有着更高的要求，这是M型永磁铁氧体的一次更好的发展机遇和挑战。本文通过不同的离子取代方式对M型永磁铁氧体结构和磁性能的影响进行了细致的研究，这对探究高性能M型永磁材料的研发有着重要的意义。
　　本文采用传统的固相反应法分别制备了Y-Co、Y-La-Co和Ce-Zn离子掺杂的M型锶永磁铁氧体。具体的实验结果如下:
　　1.采用固相反应法制备了Y-Co掺杂M型锶永磁铁氧体Sr0.95Y0.05Fe12-xCoxO19(x=0.00，0.08，0.16，0.24，0.32，0.40)，并且对所制样品的微观结构及磁性能进行了详细的探索和研究。XRD的研究结果表明，当Y-Co掺杂量适量时，能够得到M型锶永磁铁氧体的单一纯相;而当掺杂量过量时，样品中出现α-Fe2O3杂相。随着Y-Co含量的增加，样品的晶格常数a几乎保持不变，而晶格常数c则呈现出不断变大的趋势。SEM的研究结果表明，所有样品均为六角形片状结构，颗粒大小及分布都较为均匀。样品的磁性能研究结果表明，当Y-Co掺杂量在适当的范围内时，能在一定程度上提升M型永磁铁氧体的磁性能。
　　2.通过固相反应法制备了Y-La-Co掺杂M型永磁铁氧体Sr0.95-xY0.05LaxFe11.75Co0.25O19(x=0，0.1，0.2，0.3，0.4)样品。XRD的测试结果表明，当Y-La-Co的掺量不超过0.3时，能够获得单一的M型锶永磁铁氧体的纯相;当掺杂含量超过0.3时，α-Fe2O3杂相出现。经Y-La-Co掺杂后的样品，晶格常数a几乎保持不变，而晶格常数c则随着掺杂量的增加呈现出不断减小的趋势。样品的SEM测试结果表明，所有样品均已形成六角形片状结构，颗粒大小较为均匀。振动样品磁强计(VSM)的测试结果表明，Y-La-Co掺杂量在适当的情况下能有效的提升M型永磁铁氧体的综合磁性能。
　　3.采用固相反应法制备了Ce-Zn掺杂M型永磁铁氧体Sr1-xCexFe12-xZnxO19（x=0，0.1，0.2，0.3，0.4，0.5）样品，并研究了Ce-Zn含量的变化对样品的微观结构和磁性能的具体影响。XRD的测试结果表明，当掺杂量在适当的范围之内时，可以得到单一的M型锶永磁铁氧的纯相;当Ce-Zn含量过量时，样品的XRD图谱中将会出现α-Fe2O3杂相。SEM的测试结果表明所有的样品均已形成六角形片状结构，颗粒大小和分布都比较均匀。样品的磁性能测试结果表明Ce-Zn的掺杂能够在一定程度上提高M型锶永磁铁氧体的磁性能。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 磁性材料概述

1．2 磁性材料分类

1．2．1 抗磁性

1．2．2 顺磁性

1．2．3 反铁磁性

1．2．4 铁磁性

1．2．5 亚铁磁性

1．3 磁性理论基础

1．3．1 磁滞回线

1．3．2 磁畴理论

1．3．3 超交换作用

1．3．4 技术磁化基础

1．4 M型永磁铁氧体概述

1．4．1 M型永磁铁氧体的晶体结构

1．4．2 M型永磁铁氧体的磁晶各向异性

1．4．3 M型永磁铁氧体的饱和磁化强度

1．4．4 M型永磁铁氧体矫顽力

1．5 M型永磁铁氧体现状分析

1．5．1 M型永磁铁氧体的市场分析

1．5．2 M型永磁铁氧体的技术分析

1．6 本文研究内容及意义

1．6．1 本课题研究的内容

1．6．2 本课题研究的意义

第二章 M型永磁铁氧体材料的制备方法和表征手段

2．1 几种常见的制备方法

2．1．1 陶瓷法

2．1．2 水热法

2．1．3 溶胶-凝胶法

2．1．4 化学共沉淀法

2．1．5 自蔓延合成法

2．2 陶瓷法制备M型永磁铁氧体的实验过程

2．2．1 实验仪器及设备

2．2．2 实验方法及流程

2．3 样品的测试及表征

2．3．2 扫描电子显微镜(SEM)

2．3．3 振动样品磁强计(VSM)

第三章 钇钴掺杂对M型锶永磁铁氧体的微观结构及综合磁性能的影响

3．1 引言

3．2 实验过程

3．2．1 样品的制备过程

3．2．2 样品的测试与表征

3．3 实验结果与分析

3．3．1 结构分析

3．3．2 磁性能分析

3．4 本章小结

第四章 钇镧钴掺杂对M型锶永磁铁氧体的微观结构及综合磁性能的影响

4．1 引言

4．2 实验过程

4．2．1 样品的制备过程

4．2．2 样品的测试与表征

4．3 实验结果与分析

4．3．1 结构分析

4．3．2 磁性能分析

4．4 本章小结

第五章 铈锌掺杂对M型锶永磁铁氧体的微观结构及综合磁性能的影响

5．1 引言

5．2 实验过程

5．2．1 样品的制备过程

5．2．2 样品的测试与表征

5．3 实验结果与分析

5．3．1 结构分析

5．3．2 磁性能分析

5．4 本章小结

第六章 结论与展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文