發(fā)布時間：2020-05-06 15:47

【摘要】：作為性價比較高的磁性材料之一,M型鍶鐵氧體SrFe_(12)O_(19)(SrM)由于價格便宜的原材料、穩(wěn)定的化學性能和相對較高的磁性能,在永磁材料中占有非常重要的地位,其作為不可缺少的功能材料被廣泛用于微波、磁光、高密度記錄等領域。近年來,隨著新能源的市場推廣以及智能化辦公設備和家電的需求,對材料的磁性能提出了更高的要求。目前,離子取代和尋找新的制備技術是提高SrM鐵氧體磁性能的兩個有效方法。本文采用固相反應法(氧化物或稱陶瓷法),制備了系列CaLaCo-M永磁鐵氧體,并通過細化配方,系統(tǒng)研究了該鐵氧體的成相條件、微觀形貌和磁性能,并從關鍵制備工藝、離子取代等方面得出了提高磁性能的方法。首先,制備單相分子式為(Sr_(0.05)La_(0.45)Ca_(0.5))(Fe_(0.975)Co_(0.025))_xO_(19)(x=11.0-8.0)的M型永磁鍶鐵氧體。研究表明,在(Sr+La+Ca)/(Fe+Co)原子比(S/F)為1:9.4、燒結溫度條件為1300oC×3h時能夠獲得單相的SrM鐵氧體,磁性能也達到最佳。研究還發(fā)現(xiàn):(1)在適當范圍內,改變燒結溫度和燒結時間對鐵氧體的成相和磁性能都有影響;(2)較低燒結溫度時,只有保溫大于一定的時間t,才能形成CaLaCo單相SrM鐵氧體。其次,在(S/F)為1:9.4的基礎上,對(Sr_(0.05)La_(0.45)Ca_(0.5))(Fe_(0.975)Co_(0.025))_(9.4)O_(19)進行了Al、Co等離子取代磁性離子Fe的系統(tǒng)研究。實驗發(fā)現(xiàn),Al離子替代后的樣品在1300oC×3h時可以形成單相SrM鐵氧體。無磁性的Al原子占位Fe次晶格,導致飽和磁化強度M_s隨Al取代量上升而下降,矯頑力H_c卻有大幅度增加。Co離子取代實驗發(fā)現(xiàn),只有Co離子取代為0.3時,樣品才可以形成單相SrM鐵氧體,樣品磁性能最佳。最后,在(S/F)為1:9.4的基礎上,對(Sr_(0.5-z)La_zCa_(0.5))(Fe_(0.95)Co_(0.025)Al_(0.025))_(9.4)O_(19)樣品進行了La離子取代非磁性離子Sr和添加劑SiO_2的研究。研究發(fā)現(xiàn),La離子在替換量z=0.35-0.50之間、燒結溫度條件為1200oC×3h時,都可以形成單相SrM鐵氧體,La離子通過影響磁性原子的排布改變樣品的磁性。另外,SiO_2的添加可以大幅度提高其內稟矯頑力H_(cj),當混合料在添加1 wt%的Si時,樣品(Sr_(0.05)La_(0.45)Ca_(0.5))(Fe_(0.95)Co_(0.025)Al_(0.025))_(9.4)O_(19)的H_(cj)=337 KA/m,可達日本TDK公司的FB9系水平。
【圖文】：

1.4.1 鐵氧體材料晶格和應用分類按照晶格類型的不同可將鐵氧體材料分成三大類，分別如下[2,14,15]：(1) 尖晶石型鐵氧體：該類鐵氧體的化學方程式可表示為 A2+Fe3+O4，金屬型離子，通常為 Co、Ni 和 Zn 等過渡族元素單離子或多離子共同組成+作為分子中的磁性離子 Fe3+同理也可以被+3 價的 Al、Cr 和 Ga 離子替代或共同取代其中一部分。作為微觀晶體結構與鎂鋁尖晶石(MgAl2O4)相同的磁如圖 1.3，空間群是 F3dm 以氧離子作密堆積的立方對稱。一個尖晶石鐵氧含有 8 個分子式為 A2 +8Fe3 +16O2 -32的單胞，，其中，A 離子有 8 個，F(xiàn)e 離子數量作為密堆原子有 32 個，金屬離子 A 和 Fe 離子作為半徑較小的離子填充在堆的間隙中。單個晶胞中，8 個 A 離子全部填隙在 1/8 四面體空隙中，6 個充在 1/2 八面體間隙處，未占空間存在很多空位。

圖 1.4 石榴石晶體結構離子的空間分布[2]Fig.1.4 Spatial ions-distribution in the garnet crystal圖 1.5 Y3Fe5O12離子占位的相對位置[17]
【學位授予單位】：安徽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM277

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本文編號：2651504