层状前体法制备的镍锌铁氧体及其特性拓展
具有低矫顽力高饱和磁化强度的软磁材料NiZnFe2O4铁氧体很早就引起了人们极大的兴趣。NiZnFe2O4铁氧体材料由于电阻率高、居里温度高、温度系数低、高频性能良好等优点,在高频段应用非常广泛,常用于高频磁记录领域,如录像机、硬磁盘机和软磁盘机等高密度磁记录系统中。同时由于它可以利用外部磁场控制磁性材料固定化酶的运动,并使固定化酶从反应系统中分离和回收简便,所以近来软磁材料NiZnFe2O4铁氧体也开始被用作固定化酶的磁性载体。
软磁材料NiznFe2O4铁氧体的性能与其制备方法密切相关,传统的制备铁氧体的方法主要包括传统干法和湿化学法。但是这些方法制备的材料具有离子分布不均匀,磁畴结构复杂的缺点,而且产生的铁氧体的比表面积和孔体积较小。本文采用层状前提法来制备软磁材料NiZnFe2O4铁氧体。相对于传统方法,采用层状前体法制备的NiZnFe2O4铁氧体晶体中离子分布均匀,化学组成固定,磁畴结构单一,比饱和磁化强度高,对外表现出优良的磁学性能。此外本文还通过向层状前体中引入一些其它的离子,制备获得多孔的NiZnFe2O4和NiMgZnFe2O4铁氧体,从而实现对铁氧体特性和应用范围的拓展。
论文共分为5章。其中第1章为绪论,介绍了本文的研究背景以及磁性材料的相关理论回顾,并对传统的尖晶石铁氧体的制备方法进行了简要的介绍与分析,从而引出本文的研究思路以及研究的创新点。第2章介绍了采用层状前体法制备尖晶石铁氧体NiZnFe2O4的过程及其性能的研究。第3章介绍了具有多孔特性的尖晶石铁氧体NixZn1-xFe2O4的制备方法及其主要性能。即通过在利用层状前体法制备的NiZnFeⅢ-SO4-LDHs中引入过量Zn2+制备出含有大量ZnO的NixZn1-xFe2O4铁氧体,经NaOH溶液处理除去ZnO后,制备获得多孔性NixZn1-xFe2O4磁性材料。多孔性NixZn1-xFe2O4磁性材料相对于普通的NiZnFe2O4具有大的比表面积和孔体积。第4章介绍了多孔NixMgyZn1-x-yFe2O4尖晶石铁氧体的制备方法及其主要性能。通过在利用层状前体法制备的NiZnFeⅢ-SO4-LDHs中引入过量Mg2+获得NixMgyZn1-x-yFe2O4尖晶石铁氧体,将后者碱处理后,得剑了含有MgO的多孔 NixMgyZn1-x-yFe2O4铁氧体。多孔NixMgyZn1-x-yFe2O4尖晶石铁氧体相对于多孔性NixZn1-xFe2O4磁性材料,具有了一定的碱特性从而拓展了它的应用范围。
第5章阐述了研究的主要结论:利用层状前体法所制备的软磁NiZnFe2O4铁氧体材料具有良好的介电特性,与以往其他它方法所制备的NiZnFe2O4铁氧体相比,具有大的比饱和磁化强度(78.89emug-1)以及小的矫顽力(14Oe)；多孔性NixZn1-xFe2O4磁性材料相对于普通的NiZnFe2O4具有大的比表面积(3.8878m2／g到16.3845m2／g)和孔体积(0.027559 cm3／g到0.161157 cm3／g)；多孔性NixMgyZn1-x-yFe2O4尖晶石铁氧体的孔分布比较均匀,比表面积大,且相对于多孔性NixZn1-xFe2O4,多孔性NixMgyZn1-x-yFe2O4由于存在MgO,在碱性催化及固定化酶等方面有一定的应用前景。
磁性材料;层状前体法;镍锌铁氧体;多孔材料;比饱和磁化强度;磁学性能
北京化工大学
硕士
凝聚态物理
祁欣
2011
中文
TM271.2
68
2011-08-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）