Z型鐵氧體Sr3Co2Fe24O41的磁介電效應及Mn3O4納米顆粒的磁性研究.pdf

1、多鐵材料中的磁、電共存及相互耦合具有豐富的物理內(nèi)涵和誘人的應用前景。本文以目前備受關注的Z型六角鐵氧體Sr3Co2Fe24O41和存在爭議的Mn3O4為研究對象，分別圍繞磁介電效應和磁性能的課題展開。
　　一、采用不同方法制備了不同粒徑的Z型鐵氧體——Sr3Co2Fe24O41：煅燒干凝膠制備Z型鐵氧體、凝膠壓片燒結Z型鐵氧體以及固相法制備Z型鐵氧體，其單相制備的適宜條件分別為：1200℃、8h；1180~1190℃、8h；119

2、0℃、12~20h；用場發(fā)射掃描電鏡對其形貌進行表征，發(fā)現(xiàn)其粒徑較小時呈現(xiàn)出六角型片狀的形貌，上述三種方法和條件制備的 Z型單相平均顆粒尺寸分別為：500nm、1μm、500μm。通過熱重（TG）和熱流（DSC）分析，表明Z型鐵氧體不是一步形成的，而是由一些過渡晶相固溶形成的，并且其成相溫度范圍極為狹窄，這也是實驗制備單相的難點所在，驗證了 Z型鐵氧體——Sr3Co2Fe24O41的成相溫度范圍為：1145~1230℃。對不同粒徑Z型鐵

3、氧體MH、CH、CT曲線的測量，研究了它在300K時的磁性和磁介電效應與粒徑大小的關系，由此得知滿足Δε=γM2關系的臨界場與晶粒的大小成反比，說明低場下Δε=γM2這一關系不滿足是由多晶樣品中磁疇和疇壁的移動導致的，初步給出Δε=γM2這一理論對于任何單疇體系都應該是滿足的。
　　二、利用自蔓延高溫燃燒合成方法，通過調(diào)控不同的燃燒劑，制備出不同粒徑的、較均勻的Mn3O4納米顆粒。并用Rietveld法精修Mn3O4單相XRD數(shù)據(jù)

4、表明：所得到的Mn3O4顆粒為單相，晶胞參數(shù)變化很小。確定了與Mn(NO3)2燃燒合成的產(chǎn)物為Mn3O4單相時，乙二醇、檸檬酸、尿素的比例分別為1.320、1.296、1.250。在場發(fā)射掃描電鏡下觀察到上述燃燒劑制備出的 Mn3O4單相平均粒徑為：30nm、60nm、90nm，呈現(xiàn)橢球形。通過熱流曲線研究了不同粒徑納米單相顆粒形成的原因為：不同燃燒劑的還原性和化學活性不同，其反應溫度不同，生成的Mn3O4納米顆粒經(jīng)歷的溫度也不同，顆粒