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MnZnFe_2O_4铁氧体的制备与掺杂特性

作　者: 吴庆楠
导　师: 王治
学　校: 天津大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 化学共沉淀法 铁氧体 掺杂 温度系数 初始磁导率 晶格常数
分类号: TM277
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 56次
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内容摘要


本文研究了化学共沉淀法制备锰锌铁氧体的基本工艺,尝试用废弃氧化铁皮替代硫酸亚铁制备铁氧体材料,并对锰锌铁氧体进行了化学掺杂,研究了掺杂元素(Co和Cu)对锰锌铁氧体性能的影响。为了改善铁氧体材料的温度稳定性,对锰锌铁氧体Mn0 .4 Zn0.6Fe2O4进行Co元素掺杂,并制备了环状样品,测量环状样品的初始磁导率随温度的变化(即μi–T曲线),并利用μi–T曲线计算了温度系数。研究发现,随着Co含量的增多,温度系数先增大后减小,在Co含量为1%(质量分数)时温度系数最低,材料具有较好的温度稳定性。另一方面,随着Co含量的增多,初始磁导率不断减小,这与Co 2?的占位趋势密切相关。研究了Cu掺杂对Mn0.5-xCuxZn0.5Fe2O4(x= 0.1 0.2 0.3 0.4 )铁氧体材料的结构与磁性(包括磁化强度、矫顽力、晶格常数以及晶粒尺寸)的影响。结果显示,当Cu元素部分替代Mn元素,经600℃焙烧后,材料的磁化强度显著增加;矫顽力先减小后增大,在x =0.2时,Hc有最小值。说明Cu部分置换Mn可改善铁氧的磁性。实验发现,随着Cu元素的增加,材料的晶粒尺寸不断减小,这表明,Cu具有细化晶粒的作用。尝试了利用落地铁鳞(即工业废弃氧化铁皮)制备铁红和铁氧体材料的可行性,通过反复试验,初步确定了制备工艺过程,并采用化学共沉淀法制备了铁氧体粉体,经XRD证实为锰锌铁氧体结构,取得良好的实验结果,并为工业应用提供了依据。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章 绪论  7-19
  1.1 磁性与磁性材料  7-8
  1.2 铁氧体磁性材料  8-9
  1.3 铁氧体粉体的制备方法  9-12
    1.3.1 制备粉体的物理方法  9-10
    1.3.2 制备粉体的化学方法  10-12
  1.4 铁氧体粉体应具备的特性  12-13
  1.5 锰锌铁氧体的微观结构及磁性来源  13-16
    1.5.1 铁氧体材料的晶格结构  13-14
    1.5.2 铁氧体磁性和超交换作用  14-16
  1.6 锰锌铁氧体的掺杂特性及研究现状  16-18
    1.6.1 化学掺杂的方式及方法  16
    1.6.2 化学掺杂研究现状  16-18
  1.7 本文研究的主要内容  18-19
第二章 实验方法  19-24
  2.1 粉体制备技术  19-20
    2.1.1 化学共沉淀法制备粉体  19
    2.1.2 掺杂工艺  19-20
  2.2 XRD 分析技术  20-21
  2.3 磁导率随温度变化的测量  21-23
    2.3.1 测量装置  21
    2.3.2 测量原理  21-22
    2.3.3 测量步骤  22-23
  2.4 VSM 测量技术  23-24
第三章 Co 元素掺杂对锰锌铁氧体性能的影响  24-33
  3.1 样品的制备  24-25
    3.1.1 实验试剂  24
    3.1.2 工艺流程  24-25
  3.2 不同Co 含量对锰锌铁氧体晶粒尺寸的影响  25-26
  3.3 不同Co 含量对锰锌铁氧体静态磁性的影响  26-29
  3.4 Co_2O_3 对Mn_(0.4)Zn_(0.6)Fe_2O_4 材料温度稳定性的影  29-31
  3.5 Co 含量对材料居里温度的影响  31-32
  3.6 小结  32-33
第四章 Cu 部分替代Mn 对MnZn 铁氧体磁性能的影响  33-41
  4.1 实验试剂  33
  4.2 原料配方设计  33
  4.3 样品制备  33-34
  4.4 不同含量的Cu 和Mn 对锰锌铁氧体磁性能的影响  34-36
  4.5 不同Cu 和Mn 含量对锰锌铁氧体粉体晶粒尺寸和晶格常数的影响  36-39
  4.6 不同焙烧温度对Mn_(0.3)Cu_(0.2)Zn_(0.5)Fe_2O_4 晶粒尺寸的影  39-40
  4.7 小结  40-41
第五章 工业废弃氧化铁皮的再利用  41-48
  5.1 氧化铁皮制备铁红  41-44
    5.1.1 原料、试剂  41
    5.1.2 制备原理及操作步骤  41-42
    5.1.3 结果及讨论  42-44
  5.2 用氧化铁皮制备（Mn_(0.2)Zn_(0.8)Fe_2O_4）铁氧体材  44-46
    5.2.1 原料及试剂  44
    5.2.2 制备原理及操作步骤  44-45
    5.2.3 XRD 结果与讨论  45-46
    5.2.4 用铁皮制备的Mn_(0.2)Zn_(0.8)Fe_2O_4 纳米微粉的静态磁性测  46
  5.3 小结  46-48
第六章 结论  48-49
参考文献  49-53
致谢  53

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 电工材料 > 磁性材料、铁氧体 > 铁氧体、氧化物磁性材料
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