掺杂CaO、CoO对NiCuZn铁氧体的磁性研究

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软磁铁氧体材料是一种非常重要的基础功能材料,因为其不但具有高的磁导率、高的饱和磁化强度和低矫顽力,而且还具有低损耗、高的电阻率等特点,因此被广泛应用于各类电子产品中。近年来由于电子元件和电子器件向片式化,小型化和多功能方向发展,因而对NiCuZn软磁铁氧体材料的综合电磁性能提出了更高的要求。而掺杂是改良和提高NiCuZn软磁铁氧体材料综合电磁性能的一种重要手段,因此许多研究人员对NiCuZn铁氧体进行了单一掺杂和复合掺杂研究。本文就是在前人研究的基础上,应用X射线衍射仪,振动磁强计和穆斯堡尔谱仪对在NiCuZn铁氧体中单一掺杂CaO,复合掺杂CaO和CoO进行了研究。本论文的主要成果如下:1.分析了目前NiCuZn铁氧体单一掺杂和复合掺杂的研究现状。2.结合样品的XRD图、Ms-T图、1/χ-T曲线和穆斯堡尔谱图,分析研究了单一掺杂CaO对(NiO)0.30(CuO)0.20(ZnO)0.50Fe2O3铁氧体的微观结构和磁性能的影响。我们发现,通过高能机械球磨法制备的NiCuZn铁氧体晶粒达纳米级,掺杂适量的CaO随着煅烧温度的升高,样品的衍射峰逐渐尖锐,峰宽变窄,且有助于控制晶粒的生长,从而使晶粒大小更均匀,固相反应完全,并且有助于增大样品的饱和磁化强度,提高样品的居里温度;但是当掺杂的CaO过量时,就会使材料的晶胞参数增大,铁离子在A位上的占位数减少,在B位上的占位数增加,从而导致分子磁矩减少,宏观上表现出饱和磁化强度和磁化率减少。另外,在整个掺杂的过程中,57Fe原子核的共振吸收谱的谱线线宽一直增大,而超精细场却呈现下降趋势。3.结合样品的XRD图、磁滞回线和常温穆斯堡尔谱图,分析研究了CaO和CoO复合掺杂对(NiO)0.30(CuO)0.20(ZnO)0.50Fe2O3的微观结构和磁性能的影响。我们研究发现:当复合掺杂的CaO和CoO的摩尔比相等且不超过样品质量的2.3%时,制备的NiCuZn铁氧体材料固相反应完全,生成的晶粒结构完整,具有典型的亚铁磁性的磁滞回线,且具有最大的饱和磁化强度和较大的矫顽力,并且A位和B位上57Fe原子核的共振吸收谱线的同质异能移的相对比和相对面积比都出现了极大值,且这时A位和B位上的超精细场都取得最大值。最后,我们总结了本文的研究工作,并展望了NiCuZn铁氧体的潜在的研究方向。
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