摻雜稀土氧化物Ni-Zn系鐵氧體組織結(jié)構(gòu)及磁性能的研究.pdf

1、軟磁鐵氧體是電子信息和電子工業(yè)的基礎(chǔ)性功能材料，廣泛應(yīng)用在通信、電源、計(jì)算機(jī)和各種電子產(chǎn)品等領(lǐng)域。隨著信息技術(shù)和電子產(chǎn)品數(shù)字化的發(fā)展，對(duì)軟磁鐵氧體材料和元件提出了新的要求，如器件的小型化、片式化、高頻化和低損耗等，為了正確認(rèn)識(shí)和有效的利用Ni-Zn鐵氧體材料，摻雜是提高鐵氧體性能成為研究方向的一個(gè)有效手段。 本文通過(guò)摻雜Nd3+、Sm3+和Y3+稀土離子制備Ni-Zn鐵氧體，并借助掃描電子顯微鏡（SEM），X射線衍射技術(shù)（XRD

2、），Agilent 4294A阻抗測(cè)試儀（1MHz～100MHz）分別對(duì)摻雜稀土離子鐵氧體的組織結(jié)構(gòu)、微觀形貌和各種磁性能進(jìn)行測(cè)試，討論了摻雜不同含量與燒結(jié)溫度對(duì)Ni-Zn鐵氧體結(jié)構(gòu)、組織以及磁性能的影響，在此基礎(chǔ)上確定合適的燒結(jié)工藝，為今后研究其它稀土元素在Ni-Zn鐵氧體中的應(yīng)用和開發(fā)奠定了基礎(chǔ)，并且初步探討了稀土離子在鐵氧體中形成第二相的析出過(guò)程以及對(duì)磁性能的影響機(jī)理，得出如下一些主要結(jié)論： 1、綜合研究了摻雜Nd3+的N

3、i0.4Zn0.6Fe2-xNdxO4(x = 0～0.07)鐵氧體的微觀結(jié)構(gòu)及磁性能，研究結(jié)果表明：摻雜稀土Nd3+離子導(dǎo)致點(diǎn)陣常數(shù)ɑ的增加，燒結(jié)密度從5.14g/cm3增加到5.29g/cm3。隨著Nd3+含量的增加導(dǎo)致實(shí)部磁導(dǎo)率（μ′）和磁損耗角（tgδ）降低，截止頻率（fr）升高。Ni0.4Zn0.6Fe1.97Nd0.03O4樣品在1150℃、1200℃、1250℃和1300℃燒結(jié)，1250℃燒結(jié)的樣品有最高的磁導(dǎo)率和較高的燒

4、結(jié)密度，初始磁導(dǎo)率達(dá)到最大365。 2、對(duì)摻雜Sm3+的Ni0.4Zn0.6Fe2-xSmxO4(x = 0～0.07)鐵氧體的微觀結(jié)構(gòu)及磁性能進(jìn)行了研究，研究結(jié)果表明：少量稀土Sm3+離子明顯進(jìn)入鐵氧體點(diǎn)陣晶格中，從而導(dǎo)致點(diǎn)陣常數(shù)ɑ的增加，同時(shí)樣品的燒結(jié)密度顯著增加，從5.14g/cm3增加到5.25g/cm3。當(dāng)x=0.01時(shí)，樣品的初始磁導(dǎo)率達(dá)到峰值496，而后隨著x的增加，磁導(dǎo)率不斷降低。對(duì)不同燒結(jié)溫度下Ni0.4Zn0

5、.6Fe1.97Sm0.03O4樣品研究表明，在1250℃燒結(jié)的樣品有最高的磁導(dǎo)率和較高的燒結(jié)密度，有較好的綜合性能，而且損耗較小。 3、在Ni0.4Zn0.6Fe2-xYxO4(x = 0～0.07)體系中， 0號(hào)和Y1號(hào)樣品為單相的立方尖晶石型結(jié)構(gòu)，摻入Y3+含量為x = 0.03～0.07的樣品都不同程度的出現(xiàn)第二相。當(dāng)摻雜Y3+含量為x = 0～0.07時(shí)，試樣的燒結(jié)密度從5.14g/cm3增加到5.22g/cm3。當(dāng)x

6、 = 0.01時(shí)，實(shí)部磁導(dǎo)率出現(xiàn)峰值495，然后隨著Y3+含量由x=0.03增加到x=0.07時(shí)，實(shí)部磁導(dǎo)率又依次減少。 4、比較摻雜Nd3+、Sm3+和Y3+的Ni-Zn系的燒結(jié)密度曲線，隨著三種稀土離子含量的增加都呈增加的趨勢(shì)。相同的稀土含量對(duì)應(yīng)的燒結(jié)密度按照Y3+、Sm3+和Nd3+的順序增大。Ni0.4Zn0.6Fe2-xNdxO4、Ni0.4Zn0.6Fe2-xSmxO4和Ni0.4Zn0.6Fe2-xYxO4三個(gè)體系