【摘 要】
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本文主要是以Gd2O3-Fe2O3-Bi2O3体系及相关化合物为研究对象,通过固相法来合成973 K下的体系实验样品,确定相平衡关系与晶体结构等。在相图的基础上通过溶胶-凝胶法制备样品,研究Gd元素添加对于Bi Fe O3以及AB位调控Gd Fe O3化合物的相结构、微观形貌、元素价态、磁性能和微波吸收性能的影响。利用X射线衍射方法,实验测定了Gd2O3-Fe2O3-Bi2O3体系在973 K下的
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本文主要是以Gd2O3-Fe2O3-Bi2O3体系及相关化合物为研究对象,通过固相法来合成973 K下的体系实验样品,确定相平衡关系与晶体结构等。在相图的基础上通过溶胶-凝胶法制备样品,研究Gd元素添加对于Bi Fe O3以及AB位调控Gd Fe O3化合物的相结构、微观形貌、元素价态、磁性能和微波吸收性能的影响。利用X射线衍射方法,实验测定了Gd2O3-Fe2O3-Bi2O3体系在973 K下的相平衡关系。经过实验确定了其存在11个单相区,22个两相区,10个三相区,然而并未发现新的化合物。Gd元素能很好的固溶到Bi Fe O3化合物的晶格中,当Gd的原子含量x≤0.1时为菱形结构（R3c）;当Gd原子含量0.15≤x≤0.2时转变为斜立方结构（Pn21a）;当Gd含量0.25≤x≤1时,Bi1-xGdxFe O3为正交结构（Pbnm）。在Gd2O3-Bi2O3二元系中存在Bi0.775Gd0.225O1.5-type固溶体相,其结构为R-3m空间结构类型,其中q固溶体（Bi2O3）1-x（Gd2O3）x其固溶度范围x为（0.05≤x≤0.071）;Bi1-xGdxO1.5的g固溶体（Bi2O3）1-y（Gd2O3）y其固溶度范围y为（0.22≤y≤0.35）。采用溶胶-凝胶方法在1073K的温度下成功地制备Bi1-xGdxFe O3（x=0.0,0.05,0.1,0.15）样品,通过X射线衍射分析结果显示,当x=0.00时样品为菱方钙钛矿结构,属于R3c空间群;当0.05<x<0.15时,存在两相结构。当x=0.15时,其空间结构转变为斜立方结构;小尺寸的Gd3+离子替换大尺寸的A位的Bi3+离子能有效的抑制晶粒的长大,同时Bi1-xGdxFe O3（x=0.0,0.05,0.1,0.15）化合物中Fe3+和氧空位的含量,随着Gd元素替代Bi元素含量的增加而逐渐的减少;Gd元素替代Bi能显著的改善Bi Fe O3的磁性能与吸波性能,当模拟厚度为2 mm,Gd的含量x=0.05时,在频率为14.8 GHz具有最佳微波吸收性能为-37.3 d B,其有效频宽（R<-10 d B）达到4.3 GHz,具有较为优异的频宽效应。小尺寸的Ni3+离子（0.60（?））成功地进入晶体结构中,取代半径较大的Fe3+离子（0.645（?））能有效的抑制晶粒的长大,同时Gd Fe1-xNixO3（x=0.0,0.05,0.1,0.15）化合物中Fe3+和氧空位的含量,随着Ni元素替代Fe元素含量的增加而逐渐的减少;Ni元素替代Fe能显著的改善Gd Fe O3的磁性能,这与Ni元素的掺杂,键角的减小会导致键长在八面体位置上有一定程度的变化。Ni的掺杂可以有效改善Gd Fe O3的吸波性能,当Ni的含量x=0.10,模拟厚度为2 mm时,在频率为6.2 GHz具有最佳微波吸收性能为-36 d B,其有效频宽（R<-10 d B）达到2.3 GHz,具有较为优异的频宽效应。采用溶胶-凝胶方法成功地制备A位掺杂Gd1-xErxFe O3（x=0.0,0.05,0.1,0.15）样品,通过X射线衍射分析结果显示,当掺杂进入并未改变晶体结构,均为Pbnm空间群;小尺寸的Er3+离子（0.89（?））已经取代了大尺寸的Gd3+离子（0.938（?））能有效的抑制晶粒的长大;Er元素替代Gd能显著的改善Gd Fe O3的磁性能,这与Er元素的掺杂,Fe 3d和O 2p轨道的杂化形成的超交换作用增强,导致磁化强度提高;稀土Er的掺杂可以有效改善Gd Fe O3的吸波性能,当模拟厚度为2 mm时,Er的含量x=0.05时,在频率为14.8 GHz具有最佳微波吸收性能为-40.95 d B,其有效频宽（R<-10 d B）达到3.6 GHz,具有较为优异的频宽效应。
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