掺杂不同Pr^(3+)含量的锰锌铁氧体吸波性能研究

摘要

采用水热合成法制备掺杂稀土镨元素的纳米锰锌铁氧体(Mn_(0.4)Zn_(0.6)PrxFe_(2-x)O_(4),x=0,0.03,0.05,0.07),采用多种技术手段对样品进行表征,研究不同Pr^(3+)含量对锰锌铁氧体吸波性能的影响并分析吸波机制。由X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)分析表明:晶化反应温度155℃,晶化反应时间9 h,掺杂量0.03为最优实验条件,制备出的锰锌铁氧体纯相。随着Pr^(3+)含量不断增加,引发尖晶石结构晶格畸变,晶格常数急剧减小。最低降至0.8446,晶粒平均尺寸在24~35 nm之间,显然,Pr^(3+)的掺入可以影响锰锌铁氧体的结构参数及组分。晶粒形状呈不规则的四边形和类球形,部分区域存在团聚,分散性变差。矢量网络分析仪(VNA)分析测试表明:当x=0.03时,最大损耗角正切值为0.29,最低反射损耗为-19.216 dB,吸波性能最好。当掺量高于最佳值时,样品的反射损耗值逐渐增大,吸波性能随之减弱;说明掺杂适量的稀土镨元素能够优化材料电磁特性,增大在高频段内的电磁损耗,提升其吸波性能。