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Co_xFe_（3-x）O_4及其Al/Ce代换纳米晶的结构与磁性能研究

作　者: 焦永芳
导　师: 方庆清
学　校: 安徽大学
专　业: 材料学
关键词: 钴铁氧体 磁光记录材料 化学共沉 矫顽力 比饱和磁化强度
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要


磁光存储是磁信息存储领域中一个非常重要的研究方向,磁光存储技术及其磁光存储材料的研制对推动大容量、高密度、可擦除信息存储技术的发展具有重要的科学意义。TbFeCo作为第一代磁光盘存储材料,已进入商业化阶段。但是,由于稀土元素的抗氧化性能差,对需永久保存的文档是一个隐患,同时由于难以在短波长下工作,使得存储密度很难再提高。因此,急需开发新一代短波长磁光记录材料。钴铁氧体具有良好的磁特性、化学稳定性以及在400—500nm短波长段具有良好的磁光克尔效应,因而被认为是下一代极有潜力的磁光存储材料。 本论文采用化学共沉淀法制备了钴铁氧体CoxFe3-xO4及其Al/Ce代换的纳米品系列样品,以X射线衍射仪,振动样品磁强计作为测试手段,系统地研究了样品的结构和磁性。得到了以下主要结果: 1、详细研究了CoxFe3-xO4的结构物相变化和磁性能。实验发现,钴含量对CoxFe3-xO4的物相结构影响很大,在x≥0.7时样品形成了单一的尖晶石相钴铁氧体,而x<0.7时则同时生成了尖晶石和α-Fe2O3相;适当增大钴含量有利于比饱和磁化强度的提高,在x=0.6-1.0范围内样品的比饱和磁化强度明显高于x<0.6的样品,并且在x=1.0附近同时获得了较大的比饱和磁化强度和矫顽力。 2、实验研究发现,通过对CoFe2O4进行Al/Ce阳离子代换,可以进一步改善样品的磁性能。对于Al代换的钴铁氧体Co1.0Fe2-xAlxO4（x=0.1-0.5）纳米晶粒,在x=0.1-0.3范围内矫顽力比未代换前略有提高;而对于Co1.0Fe2-xCexO4（x=0.1-0.3）,在x<0.2范围内,矫顽力在比饱和磁化强度变化不大的前提下有了较大幅度的提高。样品Co1.0Fe1.9Ce0.1O4经1280℃退火后,比饱和磁化强度和矫顽力分别达到了43.56Am2/Kg和81.92kA/m,这对于用作磁光记录材料是非常有利的。

全文目录


引言  9-10
第一章 磁光效应和磁光记录材料  10-21
  1．1 磁光效应  10-11
  1．2 磁光存储和读出的基本原理  11-13
  1．3 磁光记录材料应具备的特性  13-14
  1．4 磁光记录技术及磁光记录材料的发展  14-17
    1．4．1 磁光记录技术的发展  14-15
    1．4．2 磁光记录材料的发展  15-17
  1．5 磁光记录材料的分类及概况  17-19
    1．5．1 RE-TM非晶膜  17-18
    1．5．2 多晶磁光记录薄膜  18
    1．5．3 磁性多层膜  18
    1．5．4 铁氧体氧化物磁光记录材料  18-19
  1．6 钴铁氧体的最新研究进展  19-21
第二章 尖晶石型铁氧体的基本理论  21-30
  2．1 尖晶石型铁氧体的晶体结构  21-22
  2．2 尖晶石型铁氧体中金属离子的分布规律  22-24
    2．2．1 金属离子分布的一般规律  22-23
    2．2．2 影响金属离子分布的因素  23-24
  2．3 尖晶石型铁氧体的磁性  24-26
  2．4 尖晶石型铁氧体的磁晶各向异性  26-28
    2．4．1 立方晶系磁晶各向异性的表达式  26-27
    2．4．2 磁晶各向异性的来源  27-28
  2．5 磁致伸缩  28-30
第三章 基本实验方法和测试原理  30-38
  3．1 钴铁氧体微粉的制备方法  30-34
    3．1．1 氧化物法  30-31
    3．1．2 盐类分解法  31
    3．1．3 溶胶-凝胶法  31-32
    3．1．4 水热合成法  32-33
    3．1．5 化学共沉法  33-34
  3．2 样品的制备与测试手段  34-38
    3．2．1 X射线衍射技术(XRD)  34-35
    3．2．2 磁性测量  35-38
第四章 钴铁氧体Co_xFe_(3-x)O_4纳米晶的结构与磁性研究  38-45
  4．1 样品的制备与测量  38-39
  4．2 样品的结构与相变  39-40
  4．3 样品的磁性能  40-44
    4．3．1 Co含量对磁性的影响  40-42
    4．3．2 退火温度对磁性的影响  42-43
    4．3．3 磁滞回线  43-44
  4．4 本章小结  44-45
第五章 Al/Ce代换钴铁氧体纳米晶粒的磁性能研究  45-54
  5．1 Al代换钴铁氧体纳米晶粒的磁性能研究  45-48
    5．1．1 样品的制备与测量  45
    5．1．2 样品的结构与相变  45-46
    5．1．3 样品的磁性能  46-48
  5．2 Ce代换钴铁氧体纳米晶粒的磁性能研究  48-52
    5．2．1 样品的制备与测量  48-49
    5．2．2 样品的结构与相变  49-50
    5．2．3 样品的磁性能  50-52
  5．3 本章小结  52-54
第六章 结论  54-55
参考文献  55-58
致谢  58-59
攻读硕士学位期间发表论文目录  59

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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