稀土掺杂铁酸钇粉体及织构化陶瓷的研究

发布时间：2017-08-10 21:05

  本文关键词：稀土掺杂铁酸钇粉体及织构化陶瓷的研究

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【摘要】：YFeO_3是一种优异的磁性材料,在快速光电开关,光位置测量设备和磁光传感器等领域有很好的应用前景。本文通过稀土掺杂铁酸钇粉体及织构化陶瓷的研究,主要得到如下结论：(1)采用溶胶凝胶法分别成功合成纯相Er3+和Nd3+A位掺杂YFeO_3粉体,得到两种离子在YFeO_3中的A位最高的掺杂浓度分别为100%和20%。磁性研究得到YFeO_3的磁性由反铁磁和弱铁磁组成。YFeO_3的矫顽力和剩余磁化强度随温度升高逐渐增大。掺杂样品的磁性与掺杂离子浓度有很大的关系。随着掺杂浓度增加,掺杂样品的铁磁性逐渐减弱,顺磁性逐渐增加。(2)采用水热法合成YFeO_3和YFeO_3粉体,确定合成纯相粉体的最佳条件。合成粉体为棱柱状,具有沿(202)晶面择优生长。酸处理可以改变择优取向度。粉体的磁性与颗粒的大小有很大关系。(3)成功制备沿(040)晶面具有择优取向的织构化陶瓷,织构化程度为20.5%。样品的晶界明显,结合紧密,气孔较少。磁滞回线显示YFeO_3织构化陶瓷在平行和垂直外磁场作用下表现出明显不同的磁性特性。垂直方向磁场的作用下,样品的磁滞回线为近似矩形。样品的剩余磁化强度远高于水平磁场作用下的磁化强度。
【关键词】：铁酸钇 织构化 陶瓷 磁性
【学位授予单位】：上海应用技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ174.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-23
• 1.1 引言9
• 1.2 磁性材料的分类及应用9-10
• 1.3 YFeO_3的综述10-20
• 1.3.1 YFeO_3的晶体结构10-11
• 1.3.2 YFeO_3的物理化学性质11-12
• 1.3.3 YFeO_3的性能12-15
• 1.3.3.1 磁性12-13
• 1.3.3.2 铁电性13
• 1.3.3.3 磁电耦合效应13
• 1.3.3.4 热学性能13-14
• 1.3.3.5 导电性能14-15
• 1.3.3.6 光催化性质15
• 1.3.3.7 气敏特性15
• 1.3.4 YFeO_3的制备方法15-20
• 1.3.4.1 六方相结构YFeO_3的制备15-16
• 1.3.4.2 交相结构YFeO_3的合成16-20
• 1.4 目前研究的改变YFeO_3磁性的掺杂离子20-21
• 1.5 本课题研究的目的及主要的研究内容21-23
• 1.5.1 本课题研究的目的21-22
• 1.5.2 课题主要的研究内容22-23
• 第2章 实验23-29
• 2.1 实验方法和依据23-24
• 2.2 材料的制备24-27
• 2.2.1 主要原料和实验设备24-25
• 2.2.2 样品的制备25-27
• 2.2.2.1 溶胶凝胶法制备粉体25-26
• 2.2.2.2 水热法制备粉体26
• 2.2.2.3 流延法制备薄膜26
• 2.2.2.4 坯的制备26-27
• 2.3 材料表征方法27-29
• 2.3.1 X射线衍射仪(XRD)27
• 2.3.2 扫描电子镜(SEM)27
• 2.3.3 透射电子显微镜(TEM)27
• 2.3.4 示差扫描热分析(DSC)27-28
• 2.3.5 密度电子天平28
• 2.3.6 振动样品磁强计(VSM)28-29
• 第3章 溶胶凝胶法制备稀土掺杂YFeO_3粉体29-39
• 3.1 溶胶凝胶法制备Y_(1-x)Er_xFeO_3(0≤x≤1)粉体及其性能研究29-33
• 3.1.1 产物相组成研究30-31
• 3.1.2 产物形貌31-32
• 3.1.3 材料磁性32-33
• 3.1.3.1 磁滞回线32-33
• 3.1.3.2 Neel温度33
• 3.2 溶胶凝胶法制备Y_(1-x)Nd_xFeO_3(x=0,0.05,0.1,0.15,0.2)粉体及其性能研究33-38
• 3.2.1 产物相组成33-36
• 3.2.2 产物形貌36
• 3.2.3 材料磁性36-38
• 3.3 小结38-39
• 第4章 水热法制备YFeO_3和Y_(0.5)Er_(0.5)FeO_3粉体39-51
• 4.1 水热法制备YFeO_3粉体及其性能研究39-47
• 4.1.1 合成条件对合成纯相YFeO_3粉体的影响40-43
• 4.1.1.1 NaOH浓度40-41
• 4.1.1.2 Y(NO_3)_3浓度41
• 4.1.1.3 反应时间41-42
• 4.1.1.4 反应温度42-43
• 4.1.2 合成纯相YFeO_3粉体的性能43-47
• 4.1.2.1 酸洗处理对物相和形貌的影响43-44
• 4.1.2.2 不同Y~(3+)离子来源原料对合成纯相YFeO_3粉体性能的影响44-47
• 4.2 水热法合成Y_(0.5)Er_(0.5)FeO_3粉体及其性能研究47-50
• 4.2.1 物相47-48
• 4.2.2 形貌48-49
• 4.2.3 磁滞回线49-50
• 4.3 小结50-51
• 第5章 Y_(0.5)Er_(0.5)FeO_3织构化陶瓷制备及性能研究51-59
• 5.1 不同条件下烧结对织构化陶瓷的影响51-57
• 5.1.1 不同模板含量对织构化陶瓷的性能的影响51-54
• 5.1.1.1 密度51-52
• 5.1.1.2 织构化成度52-54
• 5.1.2 不同烧结助剂含量对织构化陶瓷性能的影响54-55
• 5.1.2.1 密度54
• 5.1.2.2 织构化程度54-55
• 5.1.2.3 显微结构55
• 5.1.3 不同温度对织构化陶瓷性能的影响55-57
• 5.1.3.1 密度55-56
• 5.1.3.2 织构化程度56-57
• 5.2 Y_(0.5)Er_(0.5)FeO_3织构化陶瓷的性能研究57-58
• 5.2.1 显微结构57
• 5.2.2 磁性57-58
• 5.3 小结58-59
• 第6章 结论59-60
• 参考文献60-67
• 致谢67-68
• 硕士期间的研究成果68

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本文编号：652651