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《天津大学》 2004年
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纳米Mn-Zn及其RE掺杂Mn-Zn铁氧体的制备和性能研究

郭秀盈  
【摘要】:本文采用水热合成法,以Fe2(SO4)3、ZnSO4、MnSO4为主要原料,制备了纳米级的Mn1-xZnxFe2O4(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0)系列样品,对部分样品进行了稀土元素(RE=La、Ce、Nd)掺杂,并用多种表征手段对它们进行了分析研究。首先对单组分MnFe2O4、ZnFe2O4的合成条件进行了探索,并用XRD、TEM、IR 、TG-DTA和VSM等测试手段进行了表征。结果表明:用无水乙醇对沉淀进行洗涤可减弱样品的团聚程度,Mn2+比Zn2+易于形成完整的尖晶石结构, MnFe2O4较ZnFeO4稳定性差,表面吸附水分子能力强,两者均呈超顺磁性;其次,在制备的Mn1-xZnxFe2O4的复合铁氧体中,以Mn0.6Zn0.4Fe2O4为例对合成条件进行了讨论,研究了溶液的pH、反应温度、反应时间和反应起始物对样品的影响,并用XRD、TEM、IR 、VSM、TG-DTA和DSC等测试手段进行了表征,结果表明:最佳pH值为10,提高反应温度比适当延长反应时间更有利于水热晶化过程,有机基团(-COO-)的引入可以控制晶体的生长,Mn-Zn铁氧体存在滞留在晶格内部的-OH,其尖晶石结构很稳定,居里温度(Tc)为 320℃,呈超顺磁性;并且对纳米Mn1-xZnxFe2O4粒子的晶格常数(α)和饱和磁化强度(Bs)随x值的变化进行了分析研究,结果表明:纳米Mn1-xZnxFe2O4的α小于常规尺寸Mn-Zn铁氧体的理论值(α0),α随Zn含量的增加逐渐减小,Bs在x=0.4~0.5之间有一极值。最后,合成了稀土元素掺杂的Mn-Zn铁氧体,通过XRD、SEM、TEM、TG-DTA、DSC和VSM等测试手段对样品进行了表征,讨论了稀土元素(RE=La、Ce、Nd)掺杂量和种类对Mn0.6Zn0.4Fe2O4结构和磁性能的影响,结果表明:掺杂量不应超过0.1,掺杂比未掺杂Mn-Zn铁氧体的Bs明显增大,掺La3+、Ce3+、Nd3+样品的磁性能随掺杂量x的变化趋势相似,居里温度点均在300℃以上。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TM273

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