鋇鍶鐵氧體納米粉體的制備及性能研究.pdf

1、M-型六角鐵氧體因具有較高的矯頑力和飽和磁化強(qiáng)度、單軸各向異性、優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛用作高密度磁記錄材料、微波吸收材料、微波器件等領(lǐng)域。
　　文中使用溶膠-凝膠自蔓延燃燒法成功制備了M-型鋇鍶鐵氧體納米粉體，研究了初始溶液 PH、檸檬酸與金屬離子摩爾比(CA/M)和硝酸銨添加比(N)對(duì)鐵氧體粉體物相結(jié)構(gòu)、微觀形貌及磁性能的影響；本文還研究了稀土鈰離子(Ce3+)取代對(duì)鐵氧體吸波性能的影響。采用X-射線衍射儀、掃

2、描電鏡、振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)以及矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對(duì)產(chǎn)物的物相組成、微觀形貌及性能進(jìn)行表征。研究結(jié)果如下：
　　(1)初始溶液 PH變化對(duì)鋇鍶鐵氧體的物相組成沒有顯著影響，經(jīng)熱處理后都可以形成完整的M-型鋇鍶鐵氧體相，但是平均粒徑隨PH的增大而增大。VSM測(cè)試結(jié)果表明，制備的鐵氧體粉體具有較好的磁性能，矯頑力、剩余磁化強(qiáng)度和飽和磁化強(qiáng)度都較高，是很好的硬磁材料。綜合考慮各個(gè)磁性參數(shù)，當(dāng)PH=6時(shí)制備的鐵氧體粉體磁性能最佳，其矯頑力、剩磁和飽

3、和磁化強(qiáng)度分別是4001.2 Oe、39.104 emu/g和62.806 emu/g。
　　(2)從 X-射線衍射圖分析可知 CA/M對(duì)鐵氧體的物相組成有很大影響：當(dāng)CA/M=0.54時(shí)產(chǎn)物中含有較多的α-Fe2O3等雜相，隨著CA/M的增大產(chǎn)物純度逐漸提高，粉體分散性亦變好；當(dāng) CA/M≥1時(shí)產(chǎn)物即可認(rèn)為是純的鋇鍶鐵氧體。平均晶粒尺寸隨CA/M的增大而先增大后減小，當(dāng)CA/M=1.2時(shí)粒徑最大為97 nm，都屬于納米級(jí)別(＜1

4、00 nm)。VSM測(cè)試結(jié)果表明：物相純度對(duì)產(chǎn)物的磁性能影響很大，磁性能隨著CA/M的增大明顯提高；當(dāng)CA/M=1.5時(shí)產(chǎn)物的磁性能最好，其磁參數(shù)分別是Hc=5207.6 Oe, Mr=39.332 emu/g和Ms=64.645 emu/g。
　　(3)隨著硝酸銨添加比的增大，當(dāng) N=0.6時(shí)在鋇鍶鐵氧體產(chǎn)物中檢測(cè)到少量的α-Fe2O3相；產(chǎn)物平均粒徑隨N的增大而減小，當(dāng)N=0.6時(shí)粒徑最小約為84 nm。VSM測(cè)試結(jié)果表明，磁

5、性能隨著硝酸銨添加量的增大而呈降低趨勢(shì)，當(dāng)N=0.2時(shí)產(chǎn)物的磁性能最好，其矯頑力、剩磁和飽和磁化強(qiáng)度分別是5312.0 Oe、37.786 emu/g和61.848 emu/g。
　　(4)以 Ce3+取代 Fe3+可以有效改善鋇鍶鐵氧體的吸波性能。當(dāng) Ce3+離子的取代量x=0.14時(shí)鐵氧體Ba0.5Sr0.5Ce0.14Fe11.86O19在試樣厚度為2.5 mm時(shí)的吸波效果最好，反射損耗極值約為-35.5 dB，反射率低于-