NiCuZn铁氧体自旋玻璃、磁热效应和临界行为的研究
发布时间：2021-01-11 06:14
当今世界逐渐把能源效率及其可持续性作为研究的主题,对高效率、无污染、高能量和小型化等特征的材料和器件的需求也在逐渐增加。NiCuZn铁氧体由于其低成本、低损耗和居里温度范围广等优异特性吸引了大量的关注。本文采用固相反应法制备了尖晶石型铁氧体Nix Cu0.2Zn0.8-xFe2O4（0≤x≤0.28）,研究了其结构、形貌、低温下的自旋玻璃行为、相变附近的磁热效应及临界行为,并且探索了Ni2+取代Zn2+对其磁性质的影响。本论文主要研究内容如下:1、我们用固相反应法制备了Nix Cu0.2Zn0.8-xFe2O4（0≤x≤0.28）铁氧体样品,经XRD分析发现:随着Ni2+取代量的增加,其晶胞参数减小,晶格收缩。然而,SEM的图像表明了其晶粒尺寸随着Ni2+的增加而增大。另外,EDX图...
【文章来源】： 杨伟 安徽大学
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
尖晶石型结构
安徽大学硕士学位论文5结构相同，故得名尖晶石型铁氧体。尖晶石结构是由氧离子面心密堆积而成，其他离子处于氧离子形成的四面体空隙（A位）和八面体空隙（B位）中，尖晶石结构可以写作AB2O4（如图1.1所示）。在尖晶石结构的单位晶胞中，一共有32个氧离子、64个A位和32个B位，但实际上只有8个A位和16个B位被其他离子占据。图1.1尖晶石型结构图1.2是尖晶石结构的四面体空隙（A位）和八面体空隙（B位）。对于尖晶石型铁氧体，当金属离子占据A位时，Fe3+占据B位时，称为正型尖晶石铁氧体，如ZnFe2O4实际是(Zn)A(Fe2)BO4；当金属离子占据B位，Fe3+既占据A位又占据B位时，被称为反型尖晶石铁氧体，如NiFe2O4实际是(Fe)A(NiFe)BO4；当金属离子同时占据A位和B位，称为混合型尖晶石铁氧体。图1.2尖晶石型结构的四面体空隙(A位)和八面体空隙(B位)事实上，在尖晶石型铁氧体中，离子占据A位和B位的倾向性与它们的离子半径、电子层结构、电负性、离子键等因素有关[4,9]。离子半径大的离子倾向占据间隙大的八面体间隙，而半径小的离子倾向于占据间隙小的四面体空隙；正电荷大的高价离子倾向于占据负电性强的八面体空隙，而低价的离子倾向于占据负电性较弱的四面体空隙；八面体空隙经常被d2sp3杂化的金属离子占据，而四面体空隙常被sp3杂化的金属离子占据；另外，环境温度、电子序、晶格电场的能量等对离子的占位也有着重要影响。综上，人们结合实验规律总结了金属离子占据A位和B位的倾向性如下：Zn2+、Cd2+、In3+、Ge4+、Mn2+、Fe3+、V3+、Cu1+、Fe2+、Mg2+、Li1+、Al3+、Cu2+、Co3+、Ti4+、Sn4+、Ni2+、Cr3+，其中越是前面的离子越倾向于占据A位（如Zn2+、Cd2+），越是后面的离子越
安徽大学硕士学位论文17图2.2预烧曲线(5)二次球磨：二次球磨是为了将预烧料的粒径磨细，从而进一步提高材料的烧结活性。二次球磨的具体过程和一次球磨相同。二次球磨能破坏掉预烧中已经生长的晶粒，使得后续烧结的固相反应充分发生。本次实验二次球磨的时间、转速分别设定为6h、200r/min.（6）烧结：最后的烧结过程是整个实验最为重要的过程，关系着实验的成败。其中，主要的影响因素有烧结温度、保温时间和升温速率。材料最终的微观结构、致密度、物理性能等与这些因素息息相关。升温过快、保温时间太短、烧结温度太低可能使固相反应不充分，烧结后的样品中可能会存在着杂相；升温过慢、保温时间过长、烧结温度过高可能会使得晶粒生长速率过快和不均匀生长，样品甚至出现气孔、开裂，导致材料的致密度下降，最终影响样品的电磁性能。本论文采用2℃/min的速率升温至1050℃保温2h，确保样品的晶粒在合理的温度范围生长。本次实验的烧结曲线如图2.3所示。图2.3烧结曲线
【参考文献】：
期刊论文
[1]Co2+替代对NiCuZn铁氧体电磁性能的影响[J]. 李旭哲,苏桦,张怀武,师凯旋,顾卫卫. 磁性材料及器件. 2010(05)
[2]LTCC铁氧体叠层片式器件及材料的国内外发展动态[J]. 韩志全. 磁性材料及器件. 2009(06)
[3]稀土La3+掺杂NiZn铁氧体结构及磁性能的研究[J]. 宋美,胡宗超. 贵州大学学报(自然科学版). 2009(01)
[4]Sol-Gel法NiCuZn铁氧体的磁导率、烧结特性及晶粒生长[J]. 韩志全,廖杨,冯涛. 磁性材料及器件. 2006(03)
[5]Bi2O3-MoO3复合掺杂对NiCuZn铁氧体烧结特性和磁性能的影响[J]. 苏桦,张怀武,唐晓莉,向兴元. 磁性材料及器件. 2003(03)
[6]溶胶凝胶自燃烧法合成Mn0.6Cu0.2Zn0.2O（Fe2O3）0.98纳米晶铁氧体及其磁性能研究[J]. 齐西伟,周济,岳振星,桂治轮,李龙土. 硅酸盐学报. 2003(02)
硕士论文
[1]低温烧结NiCuZn铁氧体微粉的制备与性能研究[D]. 周小兵.昆明理工大学 2009
本文编号：2970248
【文章来源】： 杨伟 安徽大学
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
尖晶石型结构
安徽大学硕士学位论文5结构相同，故得名尖晶石型铁氧体。尖晶石结构是由氧离子面心密堆积而成，其他离子处于氧离子形成的四面体空隙（A位）和八面体空隙（B位）中，尖晶石结构可以写作AB2O4（如图1.1所示）。在尖晶石结构的单位晶胞中，一共有32个氧离子、64个A位和32个B位，但实际上只有8个A位和16个B位被其他离子占据。图1.1尖晶石型结构图1.2是尖晶石结构的四面体空隙（A位）和八面体空隙（B位）。对于尖晶石型铁氧体，当金属离子占据A位时，Fe3+占据B位时，称为正型尖晶石铁氧体，如ZnFe2O4实际是(Zn)A(Fe2)BO4；当金属离子占据B位，Fe3+既占据A位又占据B位时，被称为反型尖晶石铁氧体，如NiFe2O4实际是(Fe)A(NiFe)BO4；当金属离子同时占据A位和B位，称为混合型尖晶石铁氧体。图1.2尖晶石型结构的四面体空隙(A位)和八面体空隙(B位)事实上，在尖晶石型铁氧体中，离子占据A位和B位的倾向性与它们的离子半径、电子层结构、电负性、离子键等因素有关[4,9]。离子半径大的离子倾向占据间隙大的八面体间隙，而半径小的离子倾向于占据间隙小的四面体空隙；正电荷大的高价离子倾向于占据负电性强的八面体空隙，而低价的离子倾向于占据负电性较弱的四面体空隙；八面体空隙经常被d2sp3杂化的金属离子占据，而四面体空隙常被sp3杂化的金属离子占据；另外，环境温度、电子序、晶格电场的能量等对离子的占位也有着重要影响。综上，人们结合实验规律总结了金属离子占据A位和B位的倾向性如下：Zn2+、Cd2+、In3+、Ge4+、Mn2+、Fe3+、V3+、Cu1+、Fe2+、Mg2+、Li1+、Al3+、Cu2+、Co3+、Ti4+、Sn4+、Ni2+、Cr3+，其中越是前面的离子越倾向于占据A位（如Zn2+、Cd2+），越是后面的离子越
安徽大学硕士学位论文17图2.2预烧曲线(5)二次球磨：二次球磨是为了将预烧料的粒径磨细，从而进一步提高材料的烧结活性。二次球磨的具体过程和一次球磨相同。二次球磨能破坏掉预烧中已经生长的晶粒，使得后续烧结的固相反应充分发生。本次实验二次球磨的时间、转速分别设定为6h、200r/min.（6）烧结：最后的烧结过程是整个实验最为重要的过程，关系着实验的成败。其中，主要的影响因素有烧结温度、保温时间和升温速率。材料最终的微观结构、致密度、物理性能等与这些因素息息相关。升温过快、保温时间太短、烧结温度太低可能使固相反应不充分，烧结后的样品中可能会存在着杂相；升温过慢、保温时间过长、烧结温度过高可能会使得晶粒生长速率过快和不均匀生长，样品甚至出现气孔、开裂，导致材料的致密度下降，最终影响样品的电磁性能。本论文采用2℃/min的速率升温至1050℃保温2h，确保样品的晶粒在合理的温度范围生长。本次实验的烧结曲线如图2.3所示。图2.3烧结曲线
【参考文献】：
期刊论文
[1]Co2+替代对NiCuZn铁氧体电磁性能的影响[J]. 李旭哲,苏桦,张怀武,师凯旋,顾卫卫. 磁性材料及器件. 2010(05)
[2]LTCC铁氧体叠层片式器件及材料的国内外发展动态[J]. 韩志全. 磁性材料及器件. 2009(06)
[3]稀土La3+掺杂NiZn铁氧体结构及磁性能的研究[J]. 宋美,胡宗超. 贵州大学学报(自然科学版). 2009(01)
[4]Sol-Gel法NiCuZn铁氧体的磁导率、烧结特性及晶粒生长[J]. 韩志全,廖杨,冯涛. 磁性材料及器件. 2006(03)
[5]Bi2O3-MoO3复合掺杂对NiCuZn铁氧体烧结特性和磁性能的影响[J]. 苏桦,张怀武,唐晓莉,向兴元. 磁性材料及器件. 2003(03)
[6]溶胶凝胶自燃烧法合成Mn0.6Cu0.2Zn0.2O（Fe2O3）0.98纳米晶铁氧体及其磁性能研究[J]. 齐西伟,周济,岳振星,桂治轮,李龙土. 硅酸盐学报. 2003(02)
硕士论文
[1]低温烧结NiCuZn铁氧体微粉的制备与性能研究[D]. 周小兵.昆明理工大学 2009
本文编号：2970248
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