磁性三元陶瓷(Cr 2-x Mn x )GaC的制备与性能研究

发布时间：2022-12-06 01:38

　　Cr₂GaC属于三元层状材料MAX相的一种,MAX相材料是一类三元层状碳化物或者氮化物的总称,化学通式为M_n+1AX_n（n=1,2,3）。其中M代表早期过渡金属,A代表着第三或第四主族中的部分元素,X则是N或者C元素,MAX相特殊的晶体结构及化学键种类使其兼具有陶瓷和金属的优异性能。通过固溶单质Mn原子,可以获得具有磁性能的MAX相固溶体(Cr_2-xMn_x)GaC,是数据存储、磁记录以及自旋电子学等磁学领域的理想应用材料。本文以无压烧结的合成方式分别制备了MAX相Cr₂GaC和固溶体(Cr_2-xMn_x)GaC,并对掺杂前后两种材料的形貌结构及磁性能和电性能进行研究。本研究以Cr粉、C粉和金属Ga为原料,采用无压烧结的方式合成MAX相Cr₂GaC,研究了合成温度和保温时间对烧结产物物相的影响。结果表明产物中Cr₂GaC的纯度会随着反应温度以及保温时间的增加而逐渐增高,在1... 

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 MAX相材料
        1.2.1 MAX相材料介绍
        1.2.2 MAX相材料结构
        1.2.3 MAX相材料性能
        1.2.4 MAX相材料应用
        1.2.5 MAX相的制备方法
    1.3 MAX相固溶体
        1.3.1 固溶体介绍
        1.3.2 MAX相固溶体分类
        1.3.3 固溶对MAX相的影响
    1.4 磁性MAX相固溶体介绍
    1.5 磁性MAX相材料应用
        1.5.1 磁记录及存储领域
        1.5.2 自旋电子学领域
    1.6 研究意义与内容
        1.6.1 研究意义
        1.6.2 研究内容
第2章 MAX相 Cr_2GaC的制备
    2.1 实验试剂与主要仪器
    2.2 工艺流程
        2.2.1 Cr_2GaC的无压烧结
        2.2.2 除杂处理
    2.3 表征手段
        2.3.1 X射线衍射仪
        2.3.2 扫描电子显微镜
        2.3.3 透射电子显微镜
    2.4 测试结果与分析
        2.4.1 烧结温度对产物的影响
        2.4.2 保温时间对产物的影响
        2.4.3 溴酸钾溶液除杂
        2.4.4 Cr_2GaC形貌分析
        2.4.5 Cr_2GaC晶体结构分析
    2.5 本章小结
第3章 固溶体(Cr_(2-x)Mn_x)GaC的制备
    3.1 实验试剂与主要仪器
    3.2 实验原理
    3.3 工艺流程
    3.4 表征手段
    3.5 测试结果及分析
        3.5.1 保温时间对制备(Cr_(2-x)Mn_x)GaC的影响
        3.5.2 原料中Mn的含量对制备(Cr_(2-x)Mn_x)GaC的影响
        3.5.3 (Cr_(2-x)Mn_x)GaC的微观形貌分析
        3.5.4 (Cr_(2-x)Mn_x)GaC的晶体结构分析
    3.6 本章小结
第4章 (Cr_(2-x)Mn_x)GaC的性能表征
    4.1 引言
    4.2 表征手段
        4.2.1 震动样品磁强计
        4.2.2 电化学工作站
    4.3 Mn的掺杂对Cr_2GaC磁性能的影响
        4.3.1 (Cr_(2-x)Mn_x)GaC的磁化率曲线分析
        4.3.2 (Cr_(2-x)Mn_x)GaC的磁滞回曲线分析
    4.4 Mn的掺杂对Cr_2GaC电性能的影响
        4.4.1 (Cr_(2-x)Mn_x)GaC的循环伏安曲线分析
        4.4.2 (Cr_(2-x)Mn_x)GaC的电化学交流阻抗分析
        4.4.3 (Cr_(2-x)Mn_x)GaC的充放电性能分析
    4.5 本章小结
第5章 全文总结与后期展望
    5.1 全文总结
    5.2 后期展望
参考文献
致谢
附录


【参考文献】：
期刊论文
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[3]自旋电子学研究的现状与趋势[J]. 于笑潇,资剑,王兵,陈卓敏.  科技中国. 2018(05)
[4]三元层状陶瓷Cr2AlC的研究进展[J]. 白阳,刘锦云,金应荣.  中国陶瓷工业. 2017(05)
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博士论文
[1]基于铁磁及反铁磁材料的自旋电子器件的研究[D]. 王韵秋.华东师范大学 2019

硕士论文
[1]低维材料体系中磁性及磁电耦合效应的第一性原理研究[D]. 宋俞茜.华东师范大学 2018
[2]基于石墨烯/h-BN异质结自旋输运性质研究[D]. 王梅.山东大学 2018
[3]Ti3AlC2的制备及其烧结机理研究[D]. 汤海.合肥工业大学 2016
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本文编号：3710784