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镧离子掺杂对钴铁氧体磁性能的影响

2016-12-10夏晓祥施刘健晋传贵夏爱林

安徽工业大学学报(自然科学版) 2016年3期

夏晓祥,施刘健,晋传贵,王 坤,夏爱林

(安徽工业大学材料科学与工程学院,安徽马鞍山243032)

镧离子掺杂对钴铁氧体磁性能的影响

夏晓祥,施刘健,晋传贵,王 坤,夏爱林

(安徽工业大学材料科学与工程学院,安徽马鞍山243032)

采用水热法制备镧离子掺杂的钴铁氧体粉末CoFe2-xLaxO4(x=0,0.05,0.10,0.20,0.40,0.80),采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及振动样品磁强计(VSM)等设备,分析研究镧离子掺杂量对钴铁氧体结构、形貌及磁性能的影响。结果表明:随着所钴铁氧体中镧离子掺杂量的提高,钴铁氧体的XRD衍射峰强度逐渐降低;在x=0.10处出现第二相La(OH)3;第二相出现后颗粒间的团聚现象明显减弱;饱和磁化强度从63.856(A·m2)/kg逐渐减小到25.539(A·m2)/kg,而矫顽力先从71.14 kA/m减小至38.18 kA/m后,再增大到160.45 kA/m。

镧离子;钴铁氧体;水热法;掺杂;磁性能

尖晶石型结构的钴铁氧体(CoFe2O4)是一种性能优良的永磁材料,与其他尖晶石铁氧体(如MgFe2O4、NiFe2O4)相比,其具有磁晶各向异性常数较大、饱和磁化强度适中及化学性能稳定等优点[1-2]。但是,实际应用中钴铁氧体的磁性能与理论值相差很大,单纯通过改变反应温度、反应时间或溶液pH,对钴铁氧体的磁性能改善有限。

稀土元素具有晶体结构对称性较低、磁性电子(多处于较内壳层)受晶体场的影响较小、磁晶各向异性高等特点,致使许多材料的性能可通过稀土元素掺杂的方法得以改善[3]。研究表明,稀土元素掺杂铁氧体可显著改善铁氧体的磁性能[4]。目前,掺杂铁氧体合成方法有溶胶-凝胶法[5]、化学共沉淀法[6]、前驱体热解法[7-8]、水热法[9-10]、自蔓延燃烧法[11]、微乳液法[12]等。……

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