【摘要】：作為性價(jià)比較高的磁性材料之一,M型鍶鐵氧體SrFe_(12)O_(19)(SrM)由于價(jià)格便宜的原材料、穩(wěn)定的化學(xué)性能和相對較高的磁性能,在永磁材料中占有非常重要的地位,其作為不可缺少的功能材料被廣泛用于微波、磁光、高密度記錄等領(lǐng)域。近年來,隨著新能源的市場推廣以及智能化辦公設(shè)備和家電的需求,對材料的磁性能提出了更高的要求。目前,離子取代和尋找新的制備技術(shù)是提高SrM鐵氧體磁性能的兩個(gè)有效方法。本文采用固相反應(yīng)法(氧化物或稱陶瓷法),制備了系列CaLaCo-M永磁鐵氧體,并通過細(xì)化配方,系統(tǒng)研究了該鐵氧體的成相條件、微觀形貌和磁性能,并從關(guān)鍵制備工藝、離子取代等方面得出了提高磁性能的方法。首先,制備單相分子式為(Sr_(0.05)La_(0.45)Ca_(0.5))(Fe_(0.975)Co_(0.025))_xO_(19)(x=11.0-8.0)的M型永磁鍶鐵氧體。研究表明,在(Sr+La+Ca)/(Fe+Co)原子比(S/F)為1:9.4、燒結(jié)溫度條件為1300oC×3h時(shí)能夠獲得單相的SrM鐵氧體,磁性能也達(dá)到最佳。研究還發(fā)現(xiàn):(1)在適當(dāng)范圍內(nèi),改變燒結(jié)溫度和燒結(jié)時(shí)間對鐵氧體的成相和磁性能都有影響;(2)較低燒結(jié)溫度時(shí),只有保溫大于一定的時(shí)間t,才能形成CaLaCo單相SrM鐵氧體。其次,在(S/F)為1:9.4的基礎(chǔ)上,對(Sr_(0.05)La_(0.45)Ca_(0.5))(Fe_(0.975)Co_(0.025))_(9.4)O_(19)進(jìn)行了Al、Co等離子取代磁性離子Fe的系統(tǒng)研究。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),Al離子替代后的樣品在1300oC×3h時(shí)可以形成單相SrM鐵氧體。無磁性的Al原子占位Fe次晶格,導(dǎo)致飽和磁化強(qiáng)度M_s隨Al取代量上升而下降,矯頑力H_c卻有大幅度增加。Co離子取代實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),只有Co離子取代為0.3時(shí),樣品才可以形成單相SrM鐵氧體,樣品磁性能最佳。最后,在(S/F)為1:9.4的基礎(chǔ)上,對(Sr_(0.5-z)La_zCa_(0.5))(Fe_(0.95)Co_(0.025)Al_(0.025))_(9.4)O_(19)樣品進(jìn)行了La離子取代非磁性離子Sr和添加劑SiO_2的研究。研究發(fā)現(xiàn),La離子在替換量z=0.35-0.50之間、燒結(jié)溫度條件為1200oC×3h時(shí),都可以形成單相SrM鐵氧體,La離子通過影響磁性原子的排布改變樣品的磁性。另外,SiO_2的添加可以大幅度提高其內(nèi)稟矯頑力H_(cj),當(dāng)混合料在添加1 wt%的Si時(shí),樣品(Sr_(0.05)La_(0.45)Ca_(0.5))(Fe_(0.95)Co_(0.025)Al_(0.025))_(9.4)O_(19)的H_(cj)=337 KA/m,可達(dá)日本TDK公司的FB9系水平。
【圖文】：

1.4.1 鐵氧體材料晶格和應(yīng)用分類按照晶格類型的不同可將鐵氧體材料分成三大類，分別如下[2,14,15]：(1) 尖晶石型鐵氧體：該類鐵氧體的化學(xué)方程式可表示為 A2+Fe3+O4，金屬型離子，通常為 Co、Ni 和 Zn 等過渡族元素單離子或多離子共同組成+作為分子中的磁性離子 Fe3+同理也可以被+3 價(jià)的 Al、Cr 和 Ga 離子替代或共同取代其中一部分。作為微觀晶體結(jié)構(gòu)與鎂鋁尖晶石(MgAl2O4)相同的磁如圖 1.3，空間群是 F3dm 以氧離子作密堆積的立方對稱。一個(gè)尖晶石鐵氧含有 8 個(gè)分子式為 A2 +8Fe3 +16O2 -32的單胞，，其中，A 離子有 8 個(gè)，F(xiàn)e 離子數(shù)量作為密堆原子有 32 個(gè)，金屬離子 A 和 Fe 離子作為半徑較小的離子填充在堆的間隙中。單個(gè)晶胞中，8 個(gè) A 離子全部填隙在 1/8 四面體空隙中，6 個(gè)充在 1/2 八面體間隙處，未占空間存在很多空位。

圖 1.4 石榴石晶體結(jié)構(gòu)離子的空間分布[2]Fig.1.4 Spatial ions-distribution in the garnet crystal圖 1.5 Y3Fe5O12離子占位的相對位置[17]
【學(xué)位授予單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM277

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 詹朋璇;盧超;楊仕清;史衛(wèi)梅;;鍶鐵氧體改性研究現(xiàn)狀與進(jìn)展[J];磁性材料及器件;2018年01期

2 張勝安;王寅崗;;二次復(fù)合添加對鍶鐵氧體磁性的影響[J];磁性材料及器件;2017年04期

3 趙修彬;邱偉國;蔡家海;;碳酸鹽摻加量對M型鈣鍶鐵氧體磁性能的影響[J];現(xiàn)代礦業(yè);2017年08期

4 張懷民;吳澤;單連偉;董麗敏;韓志東;;離子取代的M型鍶鐵氧體研究現(xiàn)狀和進(jìn)展[J];信息記錄材料;2015年04期

5 李軍科;彭斌;王淵朝;張萬里;;鍶鐵氧體穩(wěn)定懸浮液的制備及電泳沉積[J];功能材料;2014年10期

6 林海戀;王憶;溫東強(qiáng);呂兆民;楊沖;;山梨糖醇對鍶鐵氧體結(jié)構(gòu)和磁性能的影響[J];中國陶瓷;2014年04期

7 朱昱,王麗萍;鍶鐵氧體在飛輪發(fā)電機(jī)中的應(yīng)用[J];微特電機(jī);2005年10期

8 賈成科，楊萬有，尹有祥;用鐵磷提高鍶鐵氧體性能的研究[J];磁性材料及器件;1995年03期

9 胡經(jīng)國;鍶鐵氧體開發(fā)芻議[J];現(xiàn)代化工;1989年03期

10 賴武銓;李勤;;塑料—鍶鐵氧體復(fù)合材料密封條制造新工藝[J];粉末冶金技術(shù);1989年01期

相關(guān)會(huì)議論文 前8條

1 石棋;郭志猛;郝俊杰;;鍶鐵氧體膠態(tài)振動(dòng)注模成形技術(shù)研究[A];第十五屆全國高技術(shù)陶瓷學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集[C];2008年

2 趙昆;艾德生;馬靜玉;鄧長生;;原料納米化制備非定向鍶鐵氧體的性能研究[A];第十五屆全國高技術(shù)陶瓷學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集[C];2008年

3 劉先松;朱德如;JOSE Luis Menéndez;阮征;蔣坤良;胡峰;王超;;鑭取代鍶鐵氧體的磁光克爾效應(yīng)研究[A];2012中國功能新材料學(xué)術(shù)論壇暨第三屆全國電磁材料及器件學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2012年

4 鐘喜春;劉云鶴;胡庚;劉仲武;余紅雅;曾德長;;粘結(jié)釹鐵硼/鍶鐵氧體復(fù)合磁體的制備與性能[A];2013廣東材料發(fā)展論壇——戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展與新材料科技創(chuàng)新研討會(huì)論文摘要集[C];2013年

5 任伯勝;徐海斌;施樹銀;劉傳博;;n＞6的SrO·nFe_2O_3永磁性能的試驗(yàn)探索[A];第二屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1995年

6 趙海濤;左繼成;馬瑞廷;李喜坤;;溶膠-凝膠自燃燒法制備鑭取代鍶鐵氧體[A];第八屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議摘要[C];2013年

7 惠亞娟;程偉明;林更琪;繆向水;;鍶鐵氧體垂直磁化膜的擇優(yōu)取向和機(jī)理研究[A];第八屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議摘要[C];2013年

8 李培軍;趙樹高;;塑料粘接磁體-填充量對流變性能的影響[A];2009年全國高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)論文摘要集（下冊）[C];2009年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前5條

1 銀河證券 董思毅;中鋼天源(002057) 產(chǎn)業(yè)鏈完整[N];中國證券報(bào);2007年

2 華林證券 譚錫文;紅星發(fā)展 底部的“寶鈦”潛力大[N];上海證券報(bào);2006年

3 申銀萬國 蔣翔;中鋼天源(002057)：市場競爭優(yōu)勢明顯 上升形態(tài)良好[N];中國證券報(bào);2008年

4 本報(bào)記者李陳續(xù)　通訊員吳長鋒;“改”出來的主動(dòng)權(quán)[N];光明日報(bào);2002年

5 夏臻;攀鋼集體經(jīng)濟(jì)駛?cè)搿翱燔嚨馈盵N];中國冶金報(bào);2003年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 潘喜峰;鈷基金屬包覆鍶鐵氧體復(fù)合粉末的制備和吸波性能研究[D];上海交通大學(xué);2008年

2 侯育花;尖晶石型鈷鐵氧體及磁鉛石型鍶鐵氧體的第一性原理研究[D];華南理工大學(xué);2011年

3 陳娜;稀土替代鍶鐵氧體及其復(fù)合材料的制備和吸波性能研究[D];上海交通大學(xué);2009年

4 崔才喜;鍶鐵氧體摻雜改性及其光催化活性研究[D];重慶大學(xué);2017年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 詹濤;CaLaCo-M型鍶鐵氧體的制備與磁性能[D];安徽工業(yè)大學(xué);2019年

2 呂超磊;鍶鐵氧體-天然橡膠復(fù)合材料的制備與性能研究[D];鄭州大學(xué);2019年

3 吳清瑤;鍶鐵氧體磁性納米材料的制備、改性和應(yīng)用研究[D];蘇州大學(xué);2018年

4 黨姣娥;鍶鐵氧體—樹脂磁性復(fù)合材料制備與性能研究[D];西安建筑科技大學(xué);2018年

5 張玉琦;離子替代M型鍶鐵氧體的制備及其磁性能研究[D];安徽工業(yè)大學(xué);2018年

6 李昕;錳鋅鐵氧體和M型鍶鐵氧體的制備及磁性能調(diào)控[D];安徽工業(yè)大學(xué);2018年

7 孫芮;采用不同鐵源制備六角晶系M型鍶鐵氧體及其磁性能研究[D];安徽工業(yè)大學(xué);2018年

8 楊雪珍;氧化鉍/石墨烯/釤改性鍶鐵氧體復(fù)合光催化劑的制備及性能表征[D];重慶大學(xué);2018年

9 詹朋璇;新型鍶鐵氧體的離子取代及磁性能研究[D];電子科技大學(xué);2018年

10 張勝安;M型永磁鍶鐵氧體配方研究[D];南京航空航天大學(xué);2017年

本文編號：2651504