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Mn-Zn铁氧体的制备与磁性研究

作　者: 李月新
导　师: 王治
学　校: 天津大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: 溶胶-凝胶法铁氧体 PH值掺杂温度系数初始磁导率晶粒尺寸
分类号: TM277
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文研究了溶胶-凝胶法制备锰锌铁氧体的基本工艺及其对软磁性能的影响。重点研究了不同PH值对Mn₀.2Zn₀.8Fe₂O₄铁氧体磁性的影响、Co掺杂对Mn₀.4Zn₀.6Fe₂O₄铁氧体性能的影响以及Mn_XZn_1-XFe2O4系铁氧体的磁性。为了研究酸碱度对铁氧体磁性能的影响,制备了不同PH值（PH=2、3、4、5、6）的Mn₀.2Zn₀.8Fe₂O₄铁氧体,结果显示PH值对饱和磁化强度和矫顽力有明显的影响。PH值主要影响到络合剂和金属离子之间的络合作用,进而影响晶粒尺寸大小,导致不同的磁特性。PH=5时络合作用最好。为了改善铁氧体材料的温度稳定性,对锰锌铁氧体Mn₀.4Zn₀.6Fe₂O₄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（?）i（?）T曲线）,并利用（?）i（?）T曲线计算了温度系数。研究发现,随着Co含量的增多,温度系数先减小后增大,在Co的含量为5%（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Co²⁺的占位趋势密切相关。研究了不同锰锌比例对Mn_XZn（1-X）Fe₂O₄（x=0.2、0.3、0.4、0.5）铁氧体的结构与性能（包括磁化强度、矫顽力以及晶粒尺寸）的影响。通过对铁氧体前驱粉的XRD、VSM的测试,发现当x=0.4的时候饱和磁化强度最大,而矫顽力最小。这可能与Zn²⁺的含量以及它的占位趋势导致的交换作用改变有关。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章绪论  8-20
  1.1 磁性材料的发展  8-9
  1.2 铁氧体材料  9-11
  1.3 铁氧体前驱粉体的制备方法  11-13
  1.4 磁电特性优良的铁氧体粉体应该具备的特性  13
  1.5 铁氧体的晶体结构  13-18
    1.5.1 金属离子的占位趋势  15-16
    1.5.2 铁氧体磁性的来源  16-17
    1.5.3 尖晶石型铁氧体的分子饱和磁矩  17-18
  1.6 铁氧体的研究进展  18-19
  1.7 本文的主要研究内容  19-20
第二章实验方法  20-25
  2.1 样品制备方法  20-21
    2.1.1 溶胶-凝胶法制备铁氧体粉体  20
    2.1.2 制备工艺  20
    2.1.3 掺杂工艺  20-21
  2.2 XRD 分析测试技术  21-22
  2.3 VSM 测量技术  22-23
  2.4 磁导率随温度变化的测量  23-25
    2.4.1 测量装置  23
    2.4.2 测量原理  23-24
    2.4.3 测量步骤  24-25
第三章不同PH 值对Mn_0.2Zn_0.8Fe_20_4 磁性的影响  25-31
  3.1 样品的制备  25
    3.1.1 实验试剂  25
    3.1.2 制备过程  25
  3.2 PH 值对Mn_0.2 Zn_0.8Fe_20_4 铁氧体磁性的影  25-30
  3.3 小结  30-31
第四章 Co 元素掺杂对锰锌铁氧体性能的影响  31-42
  4.1 样品的制备  31-32
    4.1.1 化学试剂  31
    4.1.2 溶胶-凝胶法制备锰锌铁氧体的流程图  31-32
  4.2 不同Co 含量对锰锌铁氧体晶粒尺寸的影响  32-34
  4.3 不同Co 含量对锰锌铁氧体静态磁性的影响  34-37
  4.4 C0_20_3 对Mn_0.4Zn_0.6Fe_2O_4 材料温度稳定性的影  37-39
  4.5 Co 含量对材料居里温度的影响  39-41
  4.6 小结  41-42
第五章 Mn_X Zn_(1_ X)Fe_20_4 铁氧体磁性能研究  42-47
  5.1 实验试剂  42
  5.2 原料的配方设计及制备  42-43
  5.3 不同比例的Mn_XZn(1-X )Fe_20_4 磁性能的研究  43-46
    5.3.1 Mn_XZn(1-X)Fe_20_4 的衍射图谱  43
    5.3.2 不同Mn 与Zn 比例的锰锌铁氧体的磁滞回线  43-46
  5.4 小结  46-47
第六章结论  47-48
参考文献  48-51
致谢  51

Mn-Zn铁氧体的制备与磁性研究

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