AFe-,2-O-,4-尖晶石型鐵氧體的制備及磁性表征.pdf

1、近年來，隨著環(huán)保概念的深入人心，室溫磁致冷的研究發(fā)展極其迅速。在金屬、金屬合金和鈣鈦礦等材料中的磁熱效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，且這些材料均為順磁性材料和鐵磁性材料，人們對這些磁制冷工質(zhì)作了很深入的研究，但對于鐵氧體磁性材料的磁制冷性能的研究還不多。本文選擇了AFe<,2>O<,4>尖晶石型鐵氧體作為研究對象，系統(tǒng)地研究了摻雜對物質(zhì)的形態(tài)和性能的影響，希望對尖晶石型鐵氧體在磁致冷方面的應(yīng)用有探索性的研究。 論文分別選擇(NiZn)Fe<,2>O

2、<,4>，MnFe<,2>O<,4>，CoFe<,2>O<,4>作為母體化合物。首先在(NiZn)尖晶石型鐵氧體中用 Cu<'2+>代替Ni<'2+>，使得比飽和磁化強(qiáng)度隨著Cu<'2+>含量的增加而不斷降低，同時居里溫度在x=10時存在一個轉(zhuǎn)折，呈先升高后降低的趨勢。比飽和磁化強(qiáng)度的降低是由于磁矩值較低的Cu<'2+>離子的加入降低了晶格的磁矩。由于Cu<'2+>的加入導(dǎo)致晶格畸變使居里溫度發(fā)生轉(zhuǎn)折。由于稀土離子La<'3+>的特殊性

3、質(zhì)，在此基礎(chǔ)上摻雜La<'3+>，結(jié)果表明樣品的比飽和磁化強(qiáng)度先降低后升高，同時系列樣品的居里溫度先降低后升高，轉(zhuǎn)折點(diǎn)均發(fā)生在x=0.03。比飽和磁化強(qiáng)度的減小可以由凈磁矩的減小來解釋，而它的增加可以認(rèn)為是鍛燒的過程中產(chǎn)生了次級磁疇的緣故。在MnFe<,2>O<,4>中用Zn<'2+>取代Mn<'2+>，發(fā)現(xiàn)隨著Zn<'2+>的不斷增多，其比飽和磁化強(qiáng)度和居里溫度都呈先增加后減小的趨勢，轉(zhuǎn)折點(diǎn)均為x=0.2。比飽和磁化強(qiáng)度的增大是凈磁矩

4、增加的結(jié)果而導(dǎo)致的，其減小是由于非磁性離子的加入。居里溫度的變化是由于晶格類型在轉(zhuǎn)折點(diǎn)處發(fā)生了轉(zhuǎn)變而引起的。 利用固相－熔鹽法在比傳統(tǒng)的固相法合成溫度低、反應(yīng)時間短的條件下制備出形貌均一、結(jié)晶完好的NiCuZn尖晶石型鐵氧體，而在此基礎(chǔ)上制備的摻La<'3+>的NiCuZn尖晶石型鐵氧體的形態(tài)顯得粗糙，認(rèn)為是由于La<'3+>引起的晶格畸變導(dǎo)致的，另一方面是由于La<'3+>并沒有完全進(jìn)入晶格，而是摻入到了晶界處所造成的。采用溶