錳（鈷）基鈣鈦礦復(fù)合氧化物的制備及磁性研究.pdf

1、近年來(lái)ABO3鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的稀土錳(鈷)氧化物材料La1-xSrxBO3(B=Mn，Co)由于其豐富的物理性質(zhì)引起了人們的廣泛關(guān)注。鈣鈦礦材料在室溫下具有大的磁熵變效應(yīng)，且居里溫度在很寬的范圍內(nèi)可調(diào)，化學(xué)穩(wěn)定性好，是室溫磁致冷工質(zhì)的優(yōu)越候選材料。 對(duì)于鈣鈦礦來(lái)說(shuō)，樣品的磁熵變的大小與居里溫度轉(zhuǎn)變時(shí)磁性的變化范圍有關(guān)，也就是說(shuō)和鐵磁性及順磁性之間的磁性差有關(guān)。樣品的鐵磁性的比飽和磁化強(qiáng)度越大，磁熵變就越大，磁制冷的效果就越好。因此，

2、本文根據(jù)比飽和磁化強(qiáng)度的大小確定了用溶膠凝膠法合成La0.7Sr0.3MnO3的水浴溫度、檸檬酸加入比例、pH值、煅燒溫度及煅燒時(shí)間等最佳的工藝條件，并在此基礎(chǔ)上制備了B位摻雜的La0.5Sr0.5Mn1-xRxO3(R=Cr，Co，Ni)和不同價(jià)態(tài)的A位摻雜離子的La0.7Sr0.3-xRxMnO3(R=K，Na，Ba，Ca)及La0.7-xRxSr0.3MnO3(R=Nd，Y)等樣品。研究發(fā)現(xiàn)，摻雜離子的大小，濃度，價(jià)態(tài)，性質(zhì)及離子

3、之間的相互作用均對(duì)樣品的結(jié)構(gòu)，形貌及磁性能有很大的影響?？梢钥偨Y(jié)為Mn基鈣鈦礦材料的磁學(xué)特性可以用Mn-O—Mn之間的雙交換作用及自旋—晶格耦合作用來(lái)解釋。同時(shí)，可以通過(guò)Mn4+與Mn3+離子數(shù)目的比例，A位平均離子半徑和失配效應(yīng)因子等因素對(duì)雙交換作用的變化進(jìn)行合理的解釋。 本文通過(guò)溶膠—凝膠前驅(qū)體+熔鹽法制備出Co基鈣鈦礦La1-xSrxCoO3，La0.7Sr0.3Co1-xNixO3及La0.7-xRxSr0.3CoO3(

4、R=Y，Nd，Gd)等系列樣品，發(fā)現(xiàn)Co基鈣鈦礦材料的磁、電特性可以通過(guò)摻雜來(lái)調(diào)控Co4+/Co3+的比例，繼而改變雙交換作用來(lái)解釋。在研究La0.7-xRxSr0.3CoO3(R=Y，Nd，Gd)系列樣品時(shí)，出現(xiàn)了低溫下的磁化強(qiáng)度隨著溫度的升高逐漸增大的現(xiàn)象。很少有這種反常的現(xiàn)象的報(bào)道，我們認(rèn)為可以用摻雜而使得低溫下材料中可能存在自旋的非共線結(jié)構(gòu)來(lái)解釋。 本文采用預(yù)制基底法，固相前驅(qū)體+熔鹽法，溶膠—凝膠前驅(qū)體+熔鹽法三種操作

5、方法制備了納米顆粒及棒狀結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦復(fù)合氧化物L(fēng)a0.7Sr0.3MnO3， 并對(duì)其磁性進(jìn)行了初步的研究。研究發(fā)現(xiàn)棒狀結(jié)構(gòu)樣品的居里溫度要比顆粒狀的居里溫度低許多。這種結(jié)果可以解釋為晶體的尺寸效應(yīng)。當(dāng)晶粒的表面層(或晶界)原子由于對(duì)稱性破缺及價(jià)鍵斷裂使晶格發(fā)生明顯畸變事，使表層原子結(jié)構(gòu)非晶化。而雙交換作用與晶體結(jié)構(gòu)關(guān)系敏感，結(jié)果使表面原子交換作用發(fā)生混亂，或出現(xiàn)反鐵磁有序，再加上表面混亂的各向異性，使表面原子磁矩出現(xiàn)無(wú)序排列。晶