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      鐵酸鋅鎳的磁性能及介電弛豫研究
      
            
      
                發布時間：2021-10-14
            
      

            
            
      

                鐵酸鹽是一類重要的合成磁性氧化物,有不同的晶體結構。其中尖晶石型AB204是一種最重要的結構,它又可以細分為尖晶石和反尖晶石兩種類型。鐵酸鋅(ZnFe2O4)和鐵酸鎳(NiFe2O4)在一般情況下分別是尖晶石型和反尖晶石型,所以鐵酸鋅鎳(Ni0.5Zn0.5Fe2O4)是一種混合型的尖晶石結構。Ni0.5Zn0.5Fe2O4粉體是一種很重要的軟磁性材料,被廣泛應用于鐵磁流體,磁藥物傳輸,磁高密度信息存儲；其塊材也具有優良的軟磁性,并且具有顯著的介電弛豫性能,可用于磁電器件。本文通過共沉淀法分別制備了的不同預燒溫度下的Ni0.5Zn0.5Fe2O4粉體及不同燒結溫度下的Ni0.5Zn0.5Fe2O4陶瓷片,并對其相結構,表面形貌,鐵磁性能及介電性能作了研究。 對所制備的粉體XRD掃描結果表明,尖晶石結構的Ni0.5Zn0.5Fe2O4材料具有較強的(311)晶粒取向,其中一些樣品的衍射峰由于晶格畸變而向小角度偏移。晶粒大小為20.8～53.3 nm,并且從XRD數據中可得到粉體的活化能是30.83kJ/mol。磁性測量結果表明Nio.5Zno.5Fe2O4為超順磁性材料,并且飽和磁化強度隨退火溫度的上升而增加,這可能是由于樣品A,B位Fe離子發生超交換的結果。矯頑場隨晶粒大小不同的改變可以根據疇結構及晶粒各向異性來解釋。而且,低溫樣品在拉曼譜中出現了紅移現象,這可能與離子取代有所關系。 在選擇的頻率下(f=1 kHz,2 kHz,3 kHz,5 kHz,10 kHz,20 kHz,30 kHz,50kHz,100 kHz)測量出陶瓷片介電常數隨溫度變化的關系。以900℃燒結的陶瓷樣品為例,可以觀測到極其明顯的介電馳豫(馳豫度ΔTm=155 K)現象,其可以根據隨溫度上升時n型和p型載流子的相互作用的結果來解釋。通過應用Arrhenius方程擬合馳豫峰值點,可以分別在不同的溫度范圍得到活化能EA=0.52 eV及0.3eV。并且,Ni0.5Zn0.5Fe2O4樣品在不同燒結溫度下超順磁性能的飽和磁化強度的大小可以用晶粒的生長解釋。 另外對另一種鐵酸鹽BiFeO3在選擇頻率下介電常數隨溫度變化的關系也做了研究,試驗發現其像Nio.5Zno.5Fe2O4一樣有明顯的介電馳豫現象,表明介電馳豫可能是鐵酸鹽材料中存在的一種普遍現象。  
            
      
            
            
        
      

        
      

        
      


    
      
    
      

      





      
    

      













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