【摘 要】
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掺杂钙钛矿材料具有磁致相变、磁致伸缩以及在相变温度附近的特殊性能,及在磁记录、磁传感器、换能器等方面潜在的应用前景,深入研究钙钛矿(La,Sr)(Mn,Fe)O3材料的微观机制与性能
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掺杂钙钛矿材料具有磁致相变、磁致伸缩以及在相变温度附近的特殊性能,及在磁记录、磁传感器、换能器等方面潜在的应用前景,深入研究钙钛矿(La,Sr)(Mn,Fe)O3材料的微观机制与性能已成为一个研究热点。
本文采用溶胶-凝胶燃烧法,制备了La0.67Sr0.33Mn1-xFexO3系列、SrMn1-xFexO3系列及LaMn0.7Fe0.3O3材料,用XRD、SEM、TG-DSC、VSM、HRD等手段予以表征。主要研究了B位Fe掺杂及A位La、Sr对材料结构、居里温度、磁致伸缩效应的影响,并分析了产生影响的微观机制,以及不同磁致伸缩块体样品的制备工艺对磁致伸缩效应的影响,结果表明:
对La0.67Sr0.33Mn1-xFexO3材料,晶体生成温度在1000℃左右,烧结温度为1200℃,晶型属三方晶系。由于Fe离子替代Mn离子导致双交换作用的降低,铁磁性减弱,居里温度随掺Fe量的增加近线性降低。在低磁场范围内,磁致伸缩效应随掺Fe量的增加也在降低。
对SrMn1-xFexO3材料,晶体生成温度在900℃左右,烧结温度为1150℃,晶型属斜方晶系。由于Fe离子掺杂提高了锰离子间或锰铁离子间的双交换作用,加剧了饱和磁化强度的变化,体系铁磁性增强,从而促进了铁磁到顺磁的相变,导致Tc在x=0.3处突然上升到279K,室温磁致伸缩效应随着Fe含量的增加而增加。
对SrMn0.7Fe0.3O3、LaMn0.7Fe0.3O3两种特殊A位烧结样品(非最佳比)的磁致伸缩效应进行了研究,同磁场下Sr样品磁致伸缩远小于La样品。由于稀土元素具有较大的原子磁距,使磁各向异性的LaMn0.7Fe0.3O3钙钛矿结构伴随磁化方向的改变而发生较大的长度和体积的变化。A位离子价位的变化,引起晶格结构失配程度不同造成的。
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