溶胶—凝胶自蔓延燃烧法制备Mn-Zn铁氧体及其性能研究

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锰锌铁氧体是一种具有较高的起始磁导率和电阻率的性能优良的软磁材料,广泛的应用在电子信息技术、办公自动化以及远程通讯的电感元件中。而溶胶-凝胶自蔓延燃烧法又具有高效、节能、工艺设备简单等优点,是制备材料的新型方法之一。本文首先采用溶胶-凝胶自蔓延燃烧法合成了化学计量比为Mn0.6Zn0.4 Fe2O4的铁氧体材料。通过XRD、SEM、TG-DTA、FTIR、MPMS-XL等手段进行结构性能表征,研究了PH值对溶胶凝胶转变的影响,以及不同退火温度对产品性能的影响,为以下的研究找到了最佳的PH值和最适宜的退火温度。结果表明:自蔓延燃烧后直接形成了具有尖晶石结构的单一相的Mn-Zn铁氧体纳米粉体,最佳的PH值为7左右,最适宜的退火温度为500℃。为了研究Ni2+离子掺杂对Mn-Zn铁氧体纳米颗粒的结构和磁性能的影响,本论文采用溶胶-凝胶自蔓延燃烧法制备了非理想配比的Mn(0.6-x0Zn0.4NixFe2O4 (x=0,0.05,0.1,0.3,0.4,0.5)系列样品。重点研究了掺杂不同含量的Ni2+离子对锰锌铁氧体纳米颗粒结构和磁性能的影响。XRD表明:适量的掺杂Ni2+离子会使锰锌铁氧体颗粒粒径变大,但是过量的掺杂反而会使颗粒粒径减小。XRD表征的结果和SEM表征的结果相一致,所制备样品均为单一相的尖晶石结构的锰锌铁氧体,无其他杂相,颗粒平均粒径小于25nm。研究了掺杂不同的Ni2+离子含量对锰锌铁氧体磁化强度和矫顽力的影响,研究结果表明:随着Ni2+离子掺杂量的提高,样品的磁化强度和矫顽力都比未掺杂时有所提高,表明了掺杂Ni2+离子可以增大颗粒的磁化强度和矫顽力。样品的磁化强度和矫顽力都呈现出先增大后减小再增大后减小的变化规律,当x=0.4时都达到最大值。
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