论文部分内容阅读
目前,尖晶石型锰锌铁氧体因高磁导率、低矫顽力和低功率损耗等性能而在电子工业中应用非常广泛,所以科学人员对其磁性能的研究一直没有间断,然而到20世纪80年代,纳米材料开始受到科研界青睐时,处在纳米尺度下锰锌铁氧体材料的特殊性质也将迅速受到社会广泛关注。本文用sol-gel法,制备了x=0、x=0.1、x=0.25、x=0.5、x=0.8、x=0.9和x=1一系列不同组分的纳米晶MnxZn1-xFe2O4粉末并对其微结构和磁性能进行分析。顾及到当前块材应用最广,因此,将锰锌铁氧体纳米粉末加工成一定形状的粘结体且进行磁性能检测,有望这种材料能得到实际应用。研究内容如下:(1)对不同组分纳米粉末样品的微结构和磁性能进行检测,目的是研究组分、晶粒大小以及磁性能三者之间的关系。XRD检测结果表明,组分不同,样品易出现细微的晶胞常数改变和α-Fe2O3杂相。再通过TEM表征了纳米粉末的晶粒大小和形貌结构,并且介绍不同组分和处理条件对样品微结构的影响,为选择特定的样品再深入研究而提供依据。然后,通过振动样品磁强计测量磁滞回线,结果表明,组分x=0.8、0.5和0.25,晶粒大小分别是D=86nm、77nm和23.3nm,对应的比饱和磁化强度分别为4.31emu/g、5.213emu/g和7.925emu/g,可见,要提高上述三个组分样品的磁性能,不可忽视晶粒大小的影响。另外,居里温度Tc与晶粒大小也有关,但晶粒大小对居里温度的影响较小,居里温度Tc与组分x满足线性关系,为进一步研究室温氧化物磁制冷和磁液体材料提供参考。(2)对组分x=0.25样品的微结构和磁性能进行详细研究。XRD检测结果表明,样品的主要物相是面心立方尖晶石型锰锌铁氧体,对应的空间群是Fd3m(227)。通过SEM和TEM表征了纳米颗粒大小和形貌结构。对前驱体采用TG-DTA技术分析热分解过程,得出制备的最佳PH值、搅拌时间和煅烧温度。然后研究不同晶粒大小粉末样品的制备工艺,结果表明,煅烧时间为2h,600~650℃的煅烧温度,晶粒随煅烧温度升高,长大较快;650~720℃,晶粒大小不变,甚至随煅烧温度升高有变小的趋势;720~810℃,晶粒随煅烧温度升高会长大至最大值。煅烧温度为750℃,煅烧时间在5.5h内,晶粒大小可以控制在42.5~66nm之间。将纳米粉末加工成Φ12mm圆柱形粘结体。通过NIM-200C磁性材料不同温度测试系统测量磁体的磁滞回线,该样品晶粒大小D=86.6nm、其饱和磁化强度Ms=1.26kGs、剩余磁感应强度Br=0.341kGs、矫顽力Hcj=0.791kOe且探究了粘结体磁性能低,暂不能投入到市场应用的原因。