Co 2+ 取代對(duì)LiZnTi鐵氧體旋矩材料性能的影響
發(fā)布時(shí)間：2021-08-14 04:36
制備了尖晶石LiZnTi高功率旋矩鐵氧體材料富Li1+補(bǔ)償和無(wú)額外Li1+補(bǔ)償兩個(gè)配方系列材料,分別研究了快弛豫離子Co2+取代對(duì)其性能的影響,并比較了兩個(gè)配方系列材料性能隨Co2+取代量的變化。研究表明,材料的自旋波線寬ΔHk隨取代量增加線性增大;鐵磁共振線寬ΔH先降低而后增高,取代量0.009附近有最小值;但材料矯頑力Hc隨取代量增加呈線性增大,剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br、剩磁比R隨取代量增加降低。兩種配方設(shè)計(jì),Co2+取代對(duì)材料性能影響趨勢(shì)相同,富Li1+配方設(shè)計(jì)能有效減緩Co2+取代導(dǎo)致的剩磁比R、剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度Br下降的趨勢(shì),材料具有更小的介電損耗角正切tanδε;缺點(diǎn)是富Li1+補(bǔ)償系列材料的矯頑力Hc的增大快于無(wú)額外Li1+補(bǔ)償系列配方材料。
【文章來(lái)源】：磁性材料及器件. 2020,51(06)CSCD
【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)
【部分圖文】：
圖3 兩個(gè)配方系列Co取代LiZnTi鐵氧體材料的性能對(duì)比：(a)剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度，(b)剩磁比，(c)介電損耗角正切，(d)矯頑力
由圖2e可知，材料的Hc隨著Co2+取代量的增加而近似線性增大。這是由于矯頑力Hc與材料的磁晶各向異性常數(shù)K1值、磁致伸縮系數(shù)λs、氣孔率P等因素相關(guān)。Hc的增加有可能與Co2+取代所帶來(lái)的K1及λs增大有關(guān)。然而，特別值得一提的是Co2+周圍所產(chǎn)生的疊加于立方各向異性上的局域感生單軸各向異性(來(lái)源于Co2+在四種B位上的不均等分布)[1]。這個(gè)Co2+附近的感生單軸各向異性場(chǎng)將形成局域能谷釘扎疇壁，進(jìn)而帶來(lái)Hc的增大。從圖2e和后邊圖3d的曲線看，Hc隨x有線性增加的趨勢(shì)，即便是在由線寬最小點(diǎn)所標(biāo)示的K1補(bǔ)償點(diǎn)的取代量0.009下，增加的斜率不變。這說明，這里Hc隨x增大的主要原因應(yīng)該是Co2+的感生單軸各向異性場(chǎng)。表1表明氣孔率P隨Co2+取代的變化很小，從而對(duì)矯頑力的影響也應(yīng)該是很小的，可忽略。3.2 兩個(gè)系列配方樣品性能對(duì)比
圖1是補(bǔ)償了0.02 mol Li的A系列配方材料樣品XRD譜，表1、圖2是樣品性能隨Co2+取代量的變化。圖1顯示A系列材料具有單一的Li0.5Fe2.5O4結(jié)構(gòu)，隨Co2+取代量的增大，衍射峰略向左偏移，表明晶胞被“撐大”。從表1可知，隨Co2+取代量的增大，晶格常數(shù)a變大，是由Co2+離子半徑0.82?大于被取代的Fe3+半徑0.67?和Li1+半徑0.78?[1]所致；由配方分子量M和a計(jì)算出的理論密度ρx(ρx=8M/Na3,N為阿伏伽德羅常數(shù)[4])略有下降，可能是因?yàn)镃o2+取代使M增大的比例不如a變大使晶胞體積增大的高；材料的ρa(bǔ)pp變化很小，略有下降，在取代范圍內(nèi)，ρa(bǔ)pp在4.56～4.57 g/cm3之間變化；少量Co2+取代，對(duì)材料的氣孔率P影響也很小，P均小于1.5%；在測(cè)試精度范圍可以認(rèn)為4πMs沒有改變，4πMs值在(1±2%)2650 G范圍內(nèi)波動(dòng)。Co2+離子磁矩3.7μB[1]略小于Fe3+離子磁矩5μB,Co2+取代量很小，而對(duì)分子式的總磁矩影響很小。從圖2a可知，在Co2+取代范圍內(nèi)，材料的geff由2.06降低到2.03；ΔH先降低而后又增大，在x=0.009附近有最小值。多晶鐵氧體的ΔH主要來(lái)源于各向異性線寬ΔHa和氣孔致寬ΔHp，ΔHa∝K1[1]，ΔHp=1.5×4πMs P。由表1的數(shù)據(jù)計(jì)算出x在0～0.021范圍取值，ΔHp的值在50～60 Oe之間無(wú)規(guī)律變化，可推斷出ΔH變化不是由ΔHp導(dǎo)致。Co2+具有大的正磁晶各向異性常數(shù)K1值，可中和配方中其它金屬離子的負(fù)K1值，使分子式的K1值趨于0，從而降低材料的ΔH。估計(jì)Co2+取代量在0.009附近，K1值趨于0，ΔH有最小值。這同Co2+取代LiZn鐵氧體材料對(duì)ΔH影響效果相似[7]。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Bi2O3對(duì)燒結(jié)LiZn鐵氧體性能的影響[J]. 余忠,陳代中,蘭中文,蔣曉娜,劉保元. 無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào). 2007(06)
[2]移動(dòng)通訊用隔離器的功率容量與材料的關(guān)系[J]. 韓志全,任仕晶. 磁性材料及器件. 2000(06)
本文編號(hào)：3341783
【文章來(lái)源】：磁性材料及器件. 2020,51(06)CSCD
【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)
【部分圖文】：
圖3 兩個(gè)配方系列Co取代LiZnTi鐵氧體材料的性能對(duì)比：(a)剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度，(b)剩磁比，(c)介電損耗角正切，(d)矯頑力
由圖2e可知，材料的Hc隨著Co2+取代量的增加而近似線性增大。這是由于矯頑力Hc與材料的磁晶各向異性常數(shù)K1值、磁致伸縮系數(shù)λs、氣孔率P等因素相關(guān)。Hc的增加有可能與Co2+取代所帶來(lái)的K1及λs增大有關(guān)。然而，特別值得一提的是Co2+周圍所產(chǎn)生的疊加于立方各向異性上的局域感生單軸各向異性(來(lái)源于Co2+在四種B位上的不均等分布)[1]。這個(gè)Co2+附近的感生單軸各向異性場(chǎng)將形成局域能谷釘扎疇壁，進(jìn)而帶來(lái)Hc的增大。從圖2e和后邊圖3d的曲線看，Hc隨x有線性增加的趨勢(shì)，即便是在由線寬最小點(diǎn)所標(biāo)示的K1補(bǔ)償點(diǎn)的取代量0.009下，增加的斜率不變。這說明，這里Hc隨x增大的主要原因應(yīng)該是Co2+的感生單軸各向異性場(chǎng)。表1表明氣孔率P隨Co2+取代的變化很小，從而對(duì)矯頑力的影響也應(yīng)該是很小的，可忽略。3.2 兩個(gè)系列配方樣品性能對(duì)比
圖1是補(bǔ)償了0.02 mol Li的A系列配方材料樣品XRD譜，表1、圖2是樣品性能隨Co2+取代量的變化。圖1顯示A系列材料具有單一的Li0.5Fe2.5O4結(jié)構(gòu)，隨Co2+取代量的增大，衍射峰略向左偏移，表明晶胞被“撐大”。從表1可知，隨Co2+取代量的增大，晶格常數(shù)a變大，是由Co2+離子半徑0.82?大于被取代的Fe3+半徑0.67?和Li1+半徑0.78?[1]所致；由配方分子量M和a計(jì)算出的理論密度ρx(ρx=8M/Na3,N為阿伏伽德羅常數(shù)[4])略有下降，可能是因?yàn)镃o2+取代使M增大的比例不如a變大使晶胞體積增大的高；材料的ρa(bǔ)pp變化很小，略有下降，在取代范圍內(nèi)，ρa(bǔ)pp在4.56～4.57 g/cm3之間變化；少量Co2+取代，對(duì)材料的氣孔率P影響也很小，P均小于1.5%；在測(cè)試精度范圍可以認(rèn)為4πMs沒有改變，4πMs值在(1±2%)2650 G范圍內(nèi)波動(dòng)。Co2+離子磁矩3.7μB[1]略小于Fe3+離子磁矩5μB,Co2+取代量很小，而對(duì)分子式的總磁矩影響很小。從圖2a可知，在Co2+取代范圍內(nèi)，材料的geff由2.06降低到2.03；ΔH先降低而后又增大，在x=0.009附近有最小值。多晶鐵氧體的ΔH主要來(lái)源于各向異性線寬ΔHa和氣孔致寬ΔHp，ΔHa∝K1[1]，ΔHp=1.5×4πMs P。由表1的數(shù)據(jù)計(jì)算出x在0～0.021范圍取值，ΔHp的值在50～60 Oe之間無(wú)規(guī)律變化，可推斷出ΔH變化不是由ΔHp導(dǎo)致。Co2+具有大的正磁晶各向異性常數(shù)K1值，可中和配方中其它金屬離子的負(fù)K1值，使分子式的K1值趨于0，從而降低材料的ΔH。估計(jì)Co2+取代量在0.009附近，K1值趨于0，ΔH有最小值。這同Co2+取代LiZn鐵氧體材料對(duì)ΔH影響效果相似[7]。
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Bi2O3對(duì)燒結(jié)LiZn鐵氧體性能的影響[J]. 余忠,陳代中,蘭中文,蔣曉娜,劉保元. 無(wú)機(jī)材料學(xué)報(bào). 2007(06)
[2]移動(dòng)通訊用隔離器的功率容量與材料的關(guān)系[J]. 韓志全,任仕晶. 磁性材料及器件. 2000(06)
本文編號(hào)：3341783
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