收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

稀土取代六方晶系铁氧体的微观结构和电磁性能研究

徐吉静  
【摘要】:随着雷达、微波通信,特别是抗电磁干扰被覆材料、隐身技术和微波暗室技术的飞速发展,电磁波吸收材料的研究越来越的到人们的关注。六方晶系铁氧体有着较大的磁晶各向异性、较高的自然共振频率和较好的高频稳定性等优点,非常适合在高频GHz范围作为微波吸收材料。研究证明,六方晶系铁氧体的介电性能和磁性能,比如电阻率、磁导率、饱和磁化强度和矫顽力等,可以通过取代铁氧体中的二价或三价金属离子的方法来改善。稀土离子有不成对的4f电子和较强的轨道自旋耦合,预期稀土离子掺杂进铁氧体中能够改善铁氧体的电磁性能。目前,国际上大量的工作都集中在Cu2+、Co2+,Zn2+、Ni2+、Mg2+、Sr2+等离子取代六方晶系体氧体材料中金属离子开展研究。对稀土离子取代铁氧体的研究还较少,大多是研究单个稀土离子取代对铁氧体的电磁性能的影响,系统研究稀土离子取代对六方晶系铁氧体的微观结构和电磁性能影响的工作还几乎没有。为了探究稀土离子的取代对六方晶系铁氧体的微观结构和电磁性能的影响规律,本论文选取了三种轻稀土离子(La3+、Nd3+、Sm3+)和三种重稀土离子(Tb3+、Er3+、Yb3+)分别取代W型和Z型六方晶系铁氧体,系统研究稀土离子取代对两个类型铁氧体的微观结构和电磁性能影响,以及微观结构和电磁性能变化之间的内在联系。合成的样品通过X射线衍射仪(XRD)和场发射扫描电镜(SEM)等手段进行晶体结构和微观组织形貌表征;采用振动样品磁强计(VSM)和矢量网络分析仪(VNA)对静磁性能、动态电磁参数和微波吸收性能进行了测试。 利用高温固相发成功合成了三个系列的稀土取代六方晶系铁氧体,Ba1-xRExCo2Fe16O27(RE=La3+、Nd3+、Sm3+)、Ba1-xRExCo2Fe16O27 (RE=Tb3+、Er3+、Yb3+)和(La3+、Nd3+、Sm3+)。W型和Z型铁氧体的最佳热处理条件分别为1250℃/3h和1250℃/5h; XRD结果证明适量稀土离子取代的铁氧体均为单一、稳定的纯相。轻稀土离子和重稀土离子取代W型铁氧体中的Ba2+后,样品的晶格参数a几乎不变,而晶格参数c减小,晶格收缩变形,这一晶格畸变行为意味着稀土离子成功进入晶体晶格中,以期对样品的电磁性能有所影响。而轻稀土离子取代Z型铁氧体后,由于稀土离子较大的离子电荷密度致使晶格参数a和c均变大,晶格膨胀变形。SEM观察到所有样品都有着较好的六方片状形貌,这对于吸波材料来说是有利的。 通过振动样品磁强计对样品的静磁性能进行测试,结果发现适量的稀土离子取代后,W和Z型铁氧体的静磁性能均得到显著改善。适量的La3+、Nd3+、Sm3+、Tb3+、Er3+和Yb3+取代能使W型铁氧体的饱和磁化强度分别提高10.1~28.6%;La3+、Nd3+、Sm3+取代能使Z型铁氧体的饱和磁化强度分别提高26.0、29.4和31.3%。并且随着稀土取代量的增加,六方晶系铁氧体的静磁参数呈现出较好的变化规律。对于W型铁氧体,稀土离子取代后,样品的饱和磁化强度和矫顽力呈逐渐变大的趋势,而Z型铁氧体的饱和磁化强度增加,矫顽力减小。 采用矢量网络分析仪对样品的电磁参数进行测试,发现随着稀土离子取代量的增加,W型铁氧体的电磁参数(复介电常数和复磁导率)均有一个明确的变化规律,可以为以后研究稀土取代W型铁氧体提供实验基础和理论依据。稀土离子取代Z型铁氧体后,样品的电磁参数变化规律不明显,是因为Z型铁氧体的晶体结构复杂,稀土离子取代Ba2+位置的随机性所致。 通过对电磁参数的分析处理,发现轻稀土离子取代后,W型铁氧体的微波吸收特性得到显著改善。La3+取代量x=0.25、Nd3+取代量x=0.25和Sm3+掺取代x=0.20时,样品的电磁损耗达到最大值,较取代前分别提高1.69、2.12和1.85倍。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 李克文;;《全国磁性元件与铁氧体材料标准化技术委员会》正式成立[J];磁性材料及器件;1987年03期
2 ;日本FDK研制成功新型Mn-Zn系铁氧体材料[J];电子元器件应用;2003年04期
3 孙亦栋;;电源变压器用铁氧体的最近进展[J];磁性材料及器件;1986年04期
4 ;技术市场[J];航天技术与民品;1996年08期
5 乔妙杰;郭晋红;赵维富;;掺杂对NiZn铁氧体品质因数的影响[J];材料导报;2006年S2期
6 唐敏;思潮;;高磁导率Mn-Zn铁氧体材料的综合性能研究[J];新材料产业;2006年04期
7 马昌贵;;E面环行器的设计和性能[J];磁性材料及器件;1986年01期
8 贺伯元;;K_L波段锁式铁氧体开关[J];磁性材料及器件;1987年02期
9 蒋微波;;真空淬火制备高μ_i铁氧体材料[J];磁性材料及器件;1988年02期
10 陈亚杰;叶超;窦卫理;冯骏;黄睿;;影响锰锌铁氧体温度稳定性的因素[J];功能材料;1992年05期
11 张峭松;高磁导率铁氧体材料的力敏效应[J];磁性材料及器件;1996年03期
12 张国荣;;高功率带线合成结环行器[J];磁性材料及器件;1987年03期
13 许士干;;袖珍电台高频铁氧体材料[J];磁性材料及器件;1988年02期
14 邓龙江;过璧君;郑宗瑜;;新型六角铁氧体吸波材料——(Zn_(1-x)Co_x)_2-W 电磁参数特性研究[J];磁性材料及器件;1990年01期
15 李俊蓉;王会宗;;微波铁氧体材料一致性的研究[J];电子器件;1997年01期
16 胡效敏;;热敏Mn-Zn铁氧体材料[J];磁性材料及器件;1985年02期
17 张国荣;;波导隔离器中H面铁氧体片内右旋圆极化磁场h值的近似解[J];磁性材料及器件;1985年04期
18 高耀东;;熏蒸法制备铁氧体干压粉料[J];磁性材料及器件;1988年04期
19 王翠平,扬景景,方庆清;磁织构化处理对NiZn铁氧体基复合电波吸收材料吸波特性的影响[J];磁性材料及器件;2005年04期
20 张万有;;X—射线荧光光谱分析永磁鳃铁氧体材料[J];磁性材料及器件;1981年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 蒋运石;魏念东;景光才;;X波段铁氧体锁式开关环行器[A];1995年全国微波会议论文集(上册)[C];1995年
2 赵慧君;张利民;范积伟;;Mn-Zn铁氧体的制备及磁性能研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第4分册)[C];2010年
3 聂敏;徐方舟;孙蒋平;申志刚;;超高强度耐热冲击NiZn铁氧体材料的开发[A];2011中国功能材料科技与产业高层论坛论文集(第一卷)[C];2011年
4 魏克珠;;铁氧体集成微带组件及应用[A];1997年全国微波会议论文集(上册)[C];1997年
5 邵峰;;烧结工艺对低失真MnZn铁氧体性能的影响[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第3分册)[C];2010年
6 马占华;郭剑晓;聂敏;申志刚;孙蒋平;;原材料及掺杂对NiZn铁氧体TN80Li材料性能的影响[A];2011中国功能材料科技与产业高层论坛论文集(第二卷)[C];2011年
7 沈忠祥;楼晓明;;含有铁氧体材料的双层无辐射介质波导的分析[A];1989年全国微波会议论文集(上)[C];1989年
8 赵慧君;李悦;范积伟;;铜掺杂对Mn-Zn铁氧体性能的影响[A];2011中国功能材料科技与产业高层论坛论文集(第三卷)[C];2011年
9 蔡小军;吴知方;黄文;;热疗治癌用铁氧体材料[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
10 樊志远;邵峰;严国良;;基于高温高Bs和低功耗的高性能MnZn铁氧体材料[A];2004年中国材料研讨会论文摘要集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨林颖;铁氧体非互易器件新结构及其特性研究[D];电子科技大学;2011年
2 徐吉静;稀土取代六方晶系铁氧体的微观结构和电磁性能研究[D];吉林大学;2011年
3 沈小虎;铁氧体耐高温磁控溅射金属化膜系及产业化关键问题的研究[D];浙江大学;2013年
4 于成峰;钢厂冷轧废酸再生中氧化铁粉的提纯与应用研究[D];华东理工大学;2011年
5 郭凤英;稀土取代W型铁氧体及其聚苯胺复合材料的制备及性能研究[D];吉林大学;2014年
6 蒋晓娜;高旋磁特性的LiZn铁氧体及其应用研究[D];电子科技大学;2012年
7 王克强;Ni-Zn铁氧体粉的自蔓延高温合成及烧结研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
8 王克强;Ni-Zn铁氧体粉的自蔓延高温合成及烧结研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 王翠平;聚苯胺/铁氧体纳米复合材料的制备及吸波性能[D];安徽大学;2014年
10 张挺耸;铌和铁氧化物的铁性研究[D];吉林大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 葛慧琳;高性能掺杂Ni-Zn铁氧体材料制备与表征[D];中国地质大学(北京);2010年
2 詹伟强;铁氧体磨削表面粗糙度试验研究[D];南京航空航天大学;2010年
3 靳俊凤;各向异性磁特异介质的有效介质理论研究[D];复旦大学;2010年
4 王振华;C粉对自蔓延合成NiCuZn铁氧体性能影响的研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
5 范立佳;静电纺丝技术制备铁氧体纳米纤维[D];长春理工大学;2008年
6 盛学民;高性能镍锌系铁氧体的制备和性能研究[D];兰州大学;2008年
7 周丹丹;SHS法制备铁氧体材料的探索性研究[D];四川大学;2005年
8 李文峰;化学方法低温合成NiZn铁氧体及磁性研究[D];兰州大学;2008年
9 黄宁;射频UHF频段微带线结环行器CAD设计[D];同济大学;2007年
10 冉燕;锂系铁氧体在微波移相器中的应用研究[D];电子科技大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 东电化(上海)国际贸易有限公司技术部经理 镰形利通;元器件:节能源头已获突破[N];中国电子报;2008年
2 记者 张超柱通讯员 金丽莉 郁海曙;海宁软磁业求破国际垄断[N];嘉兴日报;2007年
3 邵海成 戴红莲 黄健 沈春华 李世普;铁氧体磁性陶瓷材料的研究动态及展望[N];广东建设报;2005年
4 方霞通讯员 金丽莉;从嘉兴制造到嘉兴标准[N];嘉兴日报;2007年
5 铁春树;软磁铁氧体需求量年增速达10%[N];中国有色金属报;2006年
6 中国电子科技集团公司第九研究所 何水校;LTCF:移动通信领域大有作为[N];中国电子报;2003年
7 潘文;庐江:构建高端磁性材料产业链[N];中国电子报;2008年
8 任震宇;一张卡能防电磁波辐射伤害?[N];中国消费者报;2008年
9 唐伟;高性能低温烧结软磁铁氧体材料研制成功[N];科技日报;2006年
10 唐蓓茗;海立“科学瘦身”突出重围[N];解放日报;2008年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978