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随着电子信息技术的发展,磁性材料特别是铁氧体材料的需求在不断的更新和提高,电子元器件的多样化、功能复杂化和片式化的发展,要求铁氧体等电子材料具备更多样化的性能,更宽泛的应用范围以及更高的应用频率。M型钡铁氧体材料,是一种六角片状磁铅石结构的磁性材料,具有较高的矫顽力(理论值Hc=6900 Oe),高饱和磁化强度(理论值Ms=72 emu/g)以及高磁晶各向异性常数(K1=3.3×105 J/m3)。做为传统的永磁铁氧体的代表性材料,M型钡铁氧体材料一直在该领域发挥着重要的作用。LTCC技术的出现,铁氧体永磁材料需求出现多样化,单一的M型钡铁氧体材料已经不能够满足工业化的需求,因此,对M型钡铁氧体材料的改性研究也成为了一个研究热点。本论文中针对M型钡铁氧体材料的需求,通过离子掺杂改性路线,研究不同离子掺杂对M型钡铁氧体材料的结构和性能的影响,以获得一个宽泛的矫顽力以及可调磁晶各向异性场,宽范围的饱和磁化强度,高磁导率和高应用频率等目标。首先采用Sol-gel和固相烧结法制备纯相的M型钡铁氧体材料,并对其进行低温烧结实验研究,固相法制备的M型钡铁氧体材料在1200°C高温烧结6 h成型,材料的饱和磁化强度Ms达到59.92 emu/g,Hc最大值为4596 Oe。低温烧结,掺杂3wt%的Bi2O3助烧剂,920°C烧结保温6 h时,Ms达到55.42 emu/g,Hc值为4212.1Oe。溶胶凝胶法制备的M型钡铁氧体材料,颗粒尺寸在1μm左右,最大Ms是48.99emu/g,Hc为4290 Oe。其次,通过La3+离子取代Ba2+,以及La-Co和La-Zn离子取代2-Fe3+离子等技术对M型钡铁氧体材料进行改性研究,并通过添加Bi2O3助烧剂对掺杂的材料进行低温烧结。La3+离子取代Ba2+离子Ba1-xLaxFe12O19样品,x=0.2时,饱和磁化强度最高;x从0.0增加到0.6,矫顽力逐渐增加。在La-Zn和La-Co离子掺杂M型钡铁氧体材料中,Ba(LaCo)xFe12-2xO19和Ba(LaZn)xFe12-2xO19,x=0.0~0.5,在La-Co掺杂M型BaFe12O19材料中,1200°C烧结的样品的饱和磁化强度从67.85 emu/g降低到60.17 emu/g,矫顽力从3279 Oe降低到1023 Oe。在La-Zn掺杂M型钡铁氧体材料中,在1200°C烧结温度下,饱和磁化强度首先从65.44 emu/g增加到68.78emu/g,然后逐渐降低;矫顽力从3512.8 Oe降低到1507.8 Oe(x=0.3),然后趋于平缓。从La3+,Co2+和Zn2+的磁性以及离子占位喜好程度讨论了不同的掺杂量对性能的影响。然后,采用Zn-Ti和Ni-Ti离子掺杂改性M型钡铁氧体材料,Ba(ZnTi)xFe12-2xO19和Ba(NiTi)xFe12-2xO19。Zn2+离子,非磁性离子,离子磁矩为0μm,外层d轨道电子数为d10,Zn2+离子的电负性为1.65,取代M型钡铁氧体材料的Fe3+离子的晶格位置中首先占据八面体位置中的4f2位置。Ni2+离子,磁性离子,离子磁矩2μm,外层d轨道电子数为d8,Ni2+离子电负性为1.9,取代M型钡铁氧体材料的Fe3+离子的晶格位置中首先占据2a和12k位置。Ti4+离子,非磁性离子,离子磁矩为0μm,外层d轨道电子数为d0,Ti4+离子的电负性是1.53,因此在取代Fe3+离子时首先占据八面体位置中的2a和4f2位置。因此,通过讨论离子的属性和晶格占位,探讨了Zn-Ti和Ni-Ti离子对M型钡铁氧体结构和性能的影响,并成功实现了材料的低温共烧研究。最后,研究Co-Ti离子掺杂对M型钡铁氧体Ba(Co Ti)xFe12-2xO19材料的影响,Co-Ti离子的掺杂可以大幅度的降低材料的磁晶各向异性和矫顽力,同时提高材料的磁导率。第一,掺杂量从0.00增加到1.30,x=0.00时,材料的饱和磁化强度Ms=65.7emu/g,矫顽力Hc=4047 Oe,当x=1.30时,Ba(CoTi)1.3Fe9.4O19的Ms=47.5 emu/g,Hc=180 Oe,另外,当x=1.15时,材料的最大磁导率μ=25,截止频率f=700 MHz。第二,通过x=1.00增加到1.30,掺杂量间隔0.05,发现当x=1.20时,矫顽力达到最小值,磁导率和应用频率也出现拐点,M型钡铁氧体材料的磁晶各向异性常数达到极小值。第三,通过溶胶凝胶法和固相法制备Ba(CoTi)1.22Fe9.56O19铁氧体材料,研究了材料的差热分析、热重分析、结构、磁性能和吸波性能,得到当涂层为3 mm时材料的吸收最好,溶胶凝胶法样品3 mm涂层在10.2 GHz上有最大吸收-35.69 dB,同时吸收大于-10 dB的带宽达到3.06 GHz(从8.9 GHz到11.96 GHz),固相法样品在5.66 GHz有最大吸收-19.02 dB,同时吸收大于-10 dB的带宽达到3.51Ghz(从3.37 GHz到6.88 GHz)。