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六角晶系M型锶铁氧体基复合物的制备和磁性能研究

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六角晶系M型锶铁氧体基复合物的制备和磁性能研究

作者：纪姣姣安徽工业大学

学位级别：硕士

M型SrFeO(SrM)铁氧体因为具有大的单轴磁晶各向异性、良好的化学稳定性和较低的生产成本等优点而被广泛研究与应用。目前,利用硬磁性相和软磁性相之间的交换耦合作用是改善硬磁材料磁性能的有效方法之一。相比之前常用的水热法,化学共... 详细信息

M型SrFeO(SrM)铁氧体因为具有大的单轴磁晶各向异性、良好的化学稳定性和较低的生产成本等优点而被广泛研究与应用。目前,利用硬磁性相和软磁性相之间的交换耦合作用是改善硬磁材料磁性能的有效方法之一。相比之前常用的水热法,化学共沉淀法更适合于大量制备粉体,因而研究化学共沉淀法所得粉体制备复合铁氧体具有重要的实用价值。本文采用化学共沉淀法,以SrM铁氧体作为硬磁相,分别以NiZnFeO(NZFO)铁氧体和Co FeO(CFO)铁氧体作为软磁相,制备了Sr M/NZFO(S/NZ)和Sr M/CFO(S/C)复合铁氧体,并研究了不同成分和取向磁场等对复合铁氧体样品的结构、磁性能和交换耦合作用的影响规律。对SrM/NZFO复合铁氧体样品的研究表明,1100℃烧结制备的复合样品中仅存在Sr M和NZFO两相,且存在明显的交换耦合作用;而1200℃烧结制备的样品在Sr M含量为85%时开始明显出现W型的Sr(Ni Zn)FeO(Sr W)铁氧体第三相,且样品中也存在交换耦合作用。而两个烧结温度制备的复合铁氧体的磁性能变化规律基本上是一致的。在S/NZ样品中,复合样品的M随着NZFO软磁相含量的增加而升高,H随着NZFO软磁相含量的增加而降低。实验发现,在两个烧结温度下,外加成型磁场的Q-S/NZ复合铁氧体样品的M均有所提升,但只在1200℃烧结样品中发现H的明显增加。对SrM/CFO复合铁氧体样品的研究表明,1200℃烧结制备的样品未出现第三相,且软、硬磁两相之间存在明显的交换耦合作用。在S/C中,复合样品的饱和磁化强度M随着CFO软磁相含量的增加而升高,矫顽力H随着CFO软磁相含量的增加而降低。外加640 k A/m成型磁场的Q-S/C复合铁氧体样品和S/C样品具有相同的磁性能变化规律。另外,Q-S/C样品与成分相同的未取向S/C样品比较,M和H基本上都有所提升。

关键词：硬磁铁氧体锶铁氧体化学共沉淀法磁性能交换耦合

高性能永磁锶铁氧体（SrM）的制备与性能研究

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高性能永磁锶铁氧体（SrM）的制备与性能研究

作者：张乐乐兰州大学

学位级别：硕士

SrM永磁铁氧体是以Sr O及FeO为基础原料,通过预烧、成型、球磨、以及烧结等一系列相关陶瓷工艺制造的磁性材料,具有高矫顽力、高剩磁、高磁能积、高磁通密度、高的居里温度以及耐腐蚀性等良好性能。近年来,随着电子信息技术以及新能源... 详细信息

SrM永磁铁氧体是以Sr O及FeO为基础原料,通过预烧、成型、球磨、以及烧结等一系列相关陶瓷工艺制造的磁性材料,具有高矫顽力、高剩磁、高磁能积、高磁通密度、高的居里温度以及耐腐蚀性等良好性能。近年来,随着电子信息技术以及新能源行业的迅猛发展,在诸多控制器、电器仪表、汽车、电机等方面应用尤其广泛。然而,我国锶铁氧体产品众多但高性能产品缺乏的发展现状,在面临波谲云诡的复杂国际局势和新能源行业的迅速发展时,显得力不从心。因此,高性能永磁锶铁氧体(SrM)的制备与性能研究已经刻不容缓。本文通过离子取代、工艺以及添加剂的控制制备了烧结铁氧体磁体,对其形貌、结构以及磁性进行了探究,主要分为以下几个方面:1.研究不同取代元素Ca、La、Co以及不同取代量、缺铁配方对磁性能的影响。通过微结构表征、磁性能测量的结果表明:(1)La取代可以增加晶胞总磁矩、磁晶各向异性,提高晶粒均匀度,使晶粒呈片状分布,烧结磁体具有良好的方形度;(2)Ca取代可以提高烧结体密度、磁晶各向异性,并引起Fe-O之间超交换作用的变化,适当的添加可以提高剩磁和矫顽力;(3)Co取代会提升饱和磁化强度,但过量的添加会降低矫顽力;(4)缺铁配方是提升矫顽力的重要手段之一,Fe含量的减少产生Fe空位和O空位,提高磁晶各向异性。最终,考虑到剩磁、矫顽力、最大磁能积以及方形度的综合性能,选取主配方为Sr0.36Ca0.25La0.39Co0.3Fe10.8O19。2.通过不同离子取代明确主配方的基础上,研究SrM工艺条件,结果表明:(1)在1250℃预烧,预烧粉具有较高的活性和比饱和磁化强度,对剩磁和矫顽力有利;(2)二次球磨16h,具有较窄的颗粒分布以及较小的晶粒尺寸;(3)1200℃烧结,磁体具有较高的密度且未出现异常长大晶粒,采用梯次温度烧结,可以提高烧结效率,样品无开裂。得到良好的样品性能:B=4418 Gs,H=4555 Oe,(BH)=4.67 MGOe。3.通过对添加剂和分散剂的研究,结果表明:(1)添加Ca CO促进固相反应,增加烧结磁体的致密度,但过量的添加导致晶粒异常生长,对矫顽力不利;(2)Si O可以有效抑制晶粒生长,但添加过量会生成非磁性相,降低饱和磁化强度;(3)HBO的添加对晶界修饰作用明显,提升方形度,但过量添加会造成晶粒长大,矫顽力下降。通过实验,选择组合添加剂0.5 wt%Ca CO+0.3 wt%Si O+0.3 wt%山梨糖醇。4.通过二次球磨时添加相应配方的原料以及二次球磨添加部分La(OH),结果表明:(1)二次球磨时根据配方添加相应原料可以提高晶粒均匀度,无尖角、呈片状,并且平均径/厚约在1.5～2.4范围内时,H/H≥90%。得到良好的样品性能:B=4418 Gs,(BH)=4.52 MGOe,H/H=0.90。(2)二次球磨过程添加一定质量分数的La(OH),烧结磁体性能:B=4518 Gs,H=3061 Oe,(BH)=4.98 MGOe,H/H=0.88。

关键词：锶铁氧体离子取代高磁性能高方形度

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锶铁氧体胶态振动注模成形技术研究

稀有金属材料与工程 2009年第S2期38卷 924-927页

作者：石棋郭志猛邵慧萍郝俊杰景德镇陶瓷学院北京科技大学

通过絮凝、振动脱水工艺处理,获得固相体积分数达50%的锶铁氧体浆料,实现了高质量锶铁氧体坯体的胶态振动注模成形。分析了工艺条件对成形过程及样品质量的影响。实验表明:胶态注模成形比凝胶注模成形需要加入更多的单体与交联剂才能得... 详细信息

通过絮凝、振动脱水工艺处理,获得固相体积分数达50%的锶铁氧体浆料,实现了高质量锶铁氧体坯体的胶态振动注模成形。分析了工艺条件对成形过程及样品质量的影响。实验表明:胶态注模成形比凝胶注模成形需要加入更多的单体与交联剂才能得到坯体强度相当的坯体;烧成后的锶铁氧体的剩余磁感应强度为420mT,矫顽力Hcb为270kA/m,最大磁能积(BH)max为34kJ/m3。

关键词：胶态振动注模锶铁氧体单体脱水

TiO_2负载锶铁氧体磁性材料光催化性能及表征

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无机材料学报 2008年第4期23卷 652-656页

作者：储金宇于琦吴春笃曹常乐李宁江苏大学环境学院镇江212013

采用溶胶-凝胶法合成了TiO_2负载锶铁氧体光催化剂,通过XRD、TEM、UV-Vis、VSM等方法对催化剂结构进行了表征,并以高压汞灯为光源,亚甲基兰为目标降解物,对其光催化活性进行了研究.结果表明,TiO_2负载锶铁氧体为复合型光催化剂,负载后... 详细信息

采用溶胶-凝胶法合成了TiO_2负载锶铁氧体光催化剂,通过XRD、TEM、UV-Vis、VSM等方法对催化剂结构进行了表征,并以高压汞灯为光源,亚甲基兰为目标降解物,对其光催化活性进行了研究.结果表明,TiO_2负载锶铁氧体为复合型光催化剂,负载后的复合光催化剂保持了良好的磁性能;锶铁氧体的负载拓宽了催化剂的光响应区域,光吸收带进入可见光区;在负载量为20%,催化剂用量1.5g/L条件下,催化降解亚甲基兰的效率可达99.1%.

关键词：锶铁氧体负载光催化二氧化钛

静电自组装法制备镧/铈掺杂锶铁氧体纳米复合多层膜

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西北工业大学学报 2010年第6期28卷 877-882页

作者：翟青霞黄英李玉青王艳丽西北工业大学应用化学系陕西西安710072

为制备具有良好吸波性能的锶铁氧体纳米薄膜,确定了静电自组装法制备掺杂态铁氧体与聚苯乙烯磺酸钠(PSS)多层复合膜的基片处理方法和单层膜的组装时间。用紫外-可见分光光度计、XRD、AFM、矢量网络分析仪对纳米薄膜的结构与性能进行研... 详细信息

为制备具有良好吸波性能的锶铁氧体纳米薄膜,确定了静电自组装法制备掺杂态铁氧体与聚苯乙烯磺酸钠(PSS)多层复合膜的基片处理方法和单层膜的组装时间。用紫外-可见分光光度计、XRD、AFM、矢量网络分析仪对纳米薄膜的结构与性能进行研究。研究表明:所制得薄膜为非晶态,薄膜表面由球状颗粒组成,其平均粒径约150nm。通过SrLa0.4Fe11.6O19/PSS纳米复合多层薄膜的电磁参数分析,发现随层数的增加,薄膜的吸波性能增强;在9.21GHz和10.5GHz左右,且组装层数一定时,复合多层膜的吸波性能排序为SrCe0.2Fe11.8O19/PSS>SrLa0.2Fe11.8O19/PSS>S.rFe12O19/PSS。

关键词：静电自组装镧/铈掺杂锶铁氧体纳米复合多层膜吸波

SiO_2凝胶体系中M型锶铁氧体的制备及其磁性能

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稀有金属材料与工程 2005年第7期34卷 1151-1153页

作者：宋鹏胡季帆秦宏伟安康张玲山东大学山东济南250100

利用溶胶-凝胶法在SiO2凝胶体系中制备了纳米级的锶铁氧体磁性微粒,该磁性微粒组成为30%SrFe12O19和70%SiO2(质量百分含量)。对该微粒进行了XRD分析,利用VSM对样品进行了磁性能研究。研究表明,相对于共沉淀法制备的纯锶铁氧体微粒,在SiO... 详细信息

利用溶胶-凝胶法在SiO2凝胶体系中制备了纳米级的锶铁氧体磁性微粒,该磁性微粒组成为30%SrFe12O19和70%SiO2(质量百分含量)。对该微粒进行了XRD分析,利用VSM对样品进行了磁性能研究。研究表明,相对于共沉淀法制备的纯锶铁氧体微粒,在SiO2凝胶体系中制备的SrM微粒仍保持为六方磁铅石型结构,但是粒径明显降低,850℃烧结样品的粒径约为31nm;且内禀矫顽力Hc有了显著的提高,850oC烧结样品的内禀矫顽力达到518.4kA/m,而比饱和磁化强度则有所下降。并对其磁性能变化的原因进行了分析。

关键词：锶铁氧体 SiO2凝胶磁性能

Mn掺杂锶铁氧体SrFe12O19电子结构及磁性的第一性原理研究

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无机材料学报 2019年第10期34卷 1047-1054页

作者：王中查显弧吴泽黄庆都时禹哈尔滨理工大学材料科学与工程学院哈尔滨150040 中国科学院宁波材料技术与工程研究所先进能源材料工程实验室宁波315210

为了揭示掺杂离子对具有磁铅石构型的锶铁氧体材料磁性能的影响,本研究探讨了锶铁氧体及其锰掺杂体系的稳定构型及其磁结构。研究结果表明,锶铁氧体为亚铁磁性,与前期的研究结果相吻合。通过比较GGA和GGA+U计算方法,发现U值的选取对体... 详细信息

为了揭示掺杂离子对具有磁铅石构型的锶铁氧体材料磁性能的影响,本研究探讨了锶铁氧体及其锰掺杂体系的稳定构型及其磁结构。研究结果表明,锶铁氧体为亚铁磁性,与前期的研究结果相吻合。通过比较GGA和GGA+U计算方法,发现U值的选取对体系的电子结构和原子磁矩有显著影响。当U值为3.7eV时,体系由金属性转变为自旋向上带隙为1.71 eV的半导体。原胞总磁矩为40μB。对于Mn替换掺杂的Sr Fe12–xMnxO19体系,通过不同占据位能量比较,当单个Mn原子替换(x=0.5)时, Mn离子优先占据Fe(12k)位置;而当两个Mn原子替换Fe原子(x=1.0)时,两个Mn分别占据Fe(12k)和Fe(2a)位置。Mn掺杂对锶铁氧体的结构影响较小,但对于体系的总磁矩和电子结构有较明显的影响。在Mn含量x=0.5和x=1.0时,自旋向上带隙值分别降低到0.85和0.59 eV,原胞的总磁矩为39和38μB。本研究可为实验研究提供理论指导。

关键词：锶铁氧体 Mn掺杂第一性原理电子结构磁矩

Sm-Co共掺杂锶铁氧体的固相制备与磁防蜡性能（英文）

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无机化学学报 2014年第12期30卷 2847-2856页

作者：张乘凯刘兵余军庄稼肖章波西南石油大学材料科学与工程学院成都610500

以硝酸锶、硝酸铁、硝酸钐、硝酸钴为原料,采用低热固相法制备出前驱体,经灼烧后得到最终产物,使用XRD、EDX、SEM对其表征,表明产物为Sm-Co共掺杂的Sr1-xSmxCoxFe12-xO19(x=0~0.5)锶铁氧体;并发现所制产物具有单一的六方相晶体结构,粒... 详细信息

以硝酸锶、硝酸铁、硝酸钐、硝酸钴为原料,采用低热固相法制备出前驱体,经灼烧后得到最终产物,使用XRD、EDX、SEM对其表征,表明产物为Sm-Co共掺杂的Sr1-xSmxCoxFe12-xO19(x=0~0.5)锶铁氧体;并发现所制产物具有单一的六方相晶体结构,粒子尺寸在40~100 nm,随着Sm-Co掺杂量的增大,晶粒尺寸逐渐减小。经VSM测试:产物的磁性能(Ms,Mr,Hc)随Sm-Co的共掺杂量的增加(0~0.5),先增大后减小,在x=0.1时表现为最大值(Ms=64.32 A·m2·kg-1、Mr=36.17 A·m2·kg-1、Hc=417.45 k A·m-1)。将制得的共掺杂锶铁氧体磁粉,添加到醇酸清漆中形成防蜡涂层,通过拉伸强度测试、涂层防蜡率实验、以及晶相显微表征,发现该涂层随磁粉用量增加,抗拉强度提高;同时随磁粉磁性的增强,涂层的防蜡效果增加,在磁粉用量为2%时,涂层磁性最大,防蜡率也达到最大值77.3%。

关键词：低热固相法 Sm-Co共掺杂锶铁氧体磁性能磁防蜡

镧掺杂锶铁氧体-聚吡咯复合物的制备及磁性研究

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化学学报 2008年第13期66卷 1559-1564页

作者：潘玲玲王育萍李良超刘徽徐烽浙江师范大学物理化学研究所浙江师范大学化学系

用溶胶-凝胶法和溶液原位合成法分别制备镧掺杂锶铁氧体(Sr1-xLaxFe11.5Ni0.5O19,x=0.0,0.1,0.2,0.3,0.4)粉末及其吡咯相对质量分数为60%和80%的聚吡咯-铁氧体复合物微粒PPY(Polypyrrole)/Sr0.8La0.2Fe11.5Ni0.5O19.借助X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(FTIR)和振动样品磁强计(VSM)等分析手段表征了铁氧体粉末和复合物微粒的结构、形貌和磁性能.结果表明,包覆的聚吡咯外层对复合物微粒的形貌和磁性有一定的影响.在外加磁场作用下,复合物的饱和磁化强度MS随吡咯含量的增加而减小,当吡咯含量等于0%,60%和80%时,对应的MS分别为59.4,18.7和10.3emu/g.

关键词：锶铁氧体稀土掺杂聚吡咯复合材料