BaFe12O19/ZnFe2O4磁性纳米复合材料制备与性能研究

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铁氧体吸波复合材料是研究较多而且比较成熟的吸波复合材料。它是一种既有一定介电常数和介电损耗,又有一定磁导率和磁损耗的双复介质。它除有电子共振损耗外,还具有铁氧体特有的畴壁共振损耗、磁距自然共振损耗和离子共振损耗等特性。其作用机理可概括为铁氧体对电磁波的磁损耗和介电损耗。通过不同类型铁氧体复合、匹配等优化设计,可以获得宽频段的高电磁波吸收性能。本文先通过不同制备方法之间的对比,得出溶胶凝胶法的优越性,制备出了尖晶石型铁氧体和磁铅石型铁氧体单体纳米粉。在传统制备方法的基础上进行了改进,分别以两种材料为核,以另一种材料为壳,制备出了复合型纳米颗粒。用XRD、SEM、TEM和VSM以及矢量网络分析仪等分析方法对样品颗粒的形貌和性能进行检测和分析。检测及分析结果显示:1.采用传统的溶胶凝胶法制备出的ZnFe2O4纳米颗粒,分别用柠檬酸和EDTA作为络合剂,制备出的样品其粒径都会着随温度的升高而增大,颗粒粒径较小,且分布均匀。2.在溶胶凝胶法制备过程中,加入葡萄糖和高分子聚合剂丙烯酰胺后,制备出磁铅石型BaFe12O19纳米粉,虽然纳米颗粒的晶粒尺寸会随温度的升高而增大,但是与改进前的方法比较,样品的颗粒粒度更均匀、粒径小、分散性也得到较大改善。3.采用改进后的溶胶凝胶法,以磁铅石型BaFe12O19为核,制备出复合型BaFe12O9/ZnFe2O4纳米粉体,结果发现,升温速率为10℃/min,不同温度下热处理6小时,经过退火处理,得到分散性好,且分布均匀的颗粒。随着复合材料中核材料BaFe12O19所占比例的减小,复合材料的饱和磁化强度(Ms)减小,而内禀矫顽力(Hc)增加。当BaFe12O19/ZnFe2O4纳米复合粉体的质量比为1:2时,吸波性能达到最大值,是一种性能优良的吸波剂。4.以尖晶石型铁氧体ZnFe2O4为核,制备出复合型ZnFe2O4/BaFe12O19纳米粉体。分析结果显示,粉体的粒径小、纯度高、颗粒均匀且分散性好。随着核材料的改变,饱和磁化强度(Ms)和内禀矫顽力(Hc)也会发生不同程度和趋势的改变,经过分析,发现发生这些变化的原因都与核壳结合处的原子替换有关。
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