BBSZ玻璃掺杂对Co_2Y六角铁氧体低温烧结及电磁性能的影响

采用固相反应法制备Ba2Co0.2Zn0.9Cu0.9Fe12O22(Co2Y)铁氧体粉末,通过添加不同量的Bi2O3-H3BO3-SiO2-ZnO(BBSZ)玻璃在不同温度下进行烧结,研究掺杂BBSZ玻璃对Co2Y六角铁氧体材料的烧结行为、显微结构和电磁性能的影响。结果表明,适量的BBSZ玻璃掺杂能得到晶粒均匀、结构致密的Co2Y铁氧体材料,起到良好的低温助烧作用。BBSZ玻璃掺杂为0.8wt%的Co2Y型铁氧体在900℃获得较好的电磁性能及致密性:ρ=5.33g/cm3,μi=9.19,ε=18.13,tanδμ(200MHz)=0.0235,tanδε(200MHz)=0.0018。

Co_(2)Z型六角铁氧体的制备及表征开放性实验设计

开放性实验设计是培养学生的综合能力和创新意识的重要手段。本文以Co_(2)Z型六角铁氧体制备及表征的开放实验为例,从文献调研、实验方案的拟定、实验室动手操作、实验现象观察、结果分析及思考等方面,培养学生的基本实验操作能力,提升综合运用所学知识及技能,解决问题的能力,为今后从事与材料相关科学研究、技术开发和工艺设计等方面的工作奠定坚实基础。

Ba_(0.4)Sr_(1.6)Mg_(2)Fe_(12)O_(22)Y-type六角铁氧体的制备及磁性能

针对Y型六角铁氧体Ba_(0.4)Sr_(1.6)Mg_(2)Fe_(12)O_(22)单相多晶样品的固相法制备工艺及磁性能进行研究。通过粉末X射线衍射表征Y型六角铁氧体Ba_(0.4)Sr_(1.6)Mg_(2)Fe_(12)O_(22)单相多晶样品的物相及晶体结构,实验结果表明,当烧结温度为1120~1160℃,有M相产生,随着温度升高,M相的衍射峰逐渐减小;当烧结温度达到约1170℃时,得到Y型六角铁氧体Ba_(0.4)Sr_(1.6)Mg_(2)Fe_(12)O_(22)的单相。通过扫描电子显微镜及能谱研究样品的微观结构、形貌及成分,统计结果表明,Ba_(0.4)Sr_(1.6)Mg_(2)Fe_(12)O_(22)铁氧体呈现拉长的六角形形貌,平均晶粒尺寸约3μm,同时还存在小的颗粒,且2种形貌的成分相同。利用综合物性测量系统对样品的磁特性进行表征,发现在330 K和90 K温度附近存在2种磁性异常,分析表明,330 K附近的磁性异常对应锥形磁结构相变,90 K附近的磁性异常对应自旋玻璃相变。Y型六角铁氧体Ba_(0.4)Sr_(1.6)Mg_(2)Fe_(12)O_(22)锥形磁相变的磁有序温度高于室温,为室温下磁电耦合提供可能。

低温烧结Cu、Zn掺杂Co_2-Y平面六角铁氧体及其频率特性

报道了通过Bi2 O3的掺杂而获得的在较低温度(870℃左右 )下烧成的Y型平面六角结构软磁铁氧体的烧结工艺、结构特征及其磁导率和介电常数的频率特性。研究发现Cu、Zn掺杂的Co2 Y型软磁铁氧体材料 (Ba2 Co1 .2 -xZnxCu0 .8Fe1 2O2 2 )在甚高频段具有良好的磁性能和介电性能 ,且此种材料烧结温度低 ,易于实现低温烧结 ,是一种可以用于甚高频段的理想的软磁材料。

共沉淀法合成Zn掺杂Co_2-Y平面六角铁氧体粉的热力学分析

通过对Me(Ba2+,Zn2+,Co2+,Fe3+)-CO32--NH3-H2O体系进行热力学分析,得到不同的总碳浓度(cC)和总氮浓度(cN)时各金属离子总浓度(cMe)与pH值关系,由此确定4种金属离子共沉淀完全的pH值范围。热力学分析表明:以Na2CO3和NH3·H2O作沉淀剂,用共沉淀法合成Zn掺杂Co2-Y平面六角铁氧体粉时,体系pH值由Ba2+和Zn2+沉淀完全的酸度条件决定,而两者取决于cC和cN的相对关系;当cC>1.000mol·L-1、cN<0.100mol·L-1时,控制pH值在8～12范围内,即可确保共沉淀完全。

低温烧结Ba_2Co_(1.2-x)Zn_xCu_(0.8)Fe_(12)O_(22)Y型六角铁氧体研究

采用固相反应法制备了Ba2Co1.2-xZnxCu0.8Fe12O22Y型六角铁氧体,研究了材料配方、制备工艺(球磨时间、缺铁量、升温速度、保温时间等)等对六角铁氧体显微结构和磁性能的影响。结果表明,球磨时间、保温时间以及配方的Zn含量对Y型铁氧体的起始磁导率有显著影响,同时氧化铁的用量和烧结过程的升温速度也对材料的起始磁导率和品质因数影响显著。通过工艺参数的优化,获得了在甚高频段应用的具有较高磁导率的低烧Y型铁氧体材料。

Y型六角铁氧体Ba2Co2-xZnxFe12O22的软化学合成与表征

以金属硝酸盐为原料,乙二胺四乙酸(ED-TA)为络合剂,采用络合法制备了一系列Zn2+取代Co2Y型铁氧体。探讨了焙烧温度和取代离子Zn2+浓度对产物的结构和磁学性质的影响。采用XRD、FT∑IR、VSM和阻抗分析对样品的结晶行为、结构和磁学性质进行了表征。结果表明在1000℃相对较低的温度下可以获得单相的Y型六角铁氧体,Zn2+对Co2+取代使得晶胞参数增加,磁化强度和矫顽力发生变化。磁晶各向异性的降低导致了共振峰向低频方向的移动和磁导率实部的增加。

准微波频段应用的Co_2Z型平面六角铁氧体材料

以2GHz频率下材料磁导率的实部、虚部均大于10为研究目标,对Co2Z型平面六角铁氧体材料,以磁导率理论计算表示式为基础,分析了饱和磁化强度Ms、面内各向异性场Hφ、面外各向异性场Hθ以及阻尼系数α对材料磁谱的影响。根据理论分析的结果,对Co2Z型平面六角铁氧体材料,从配方、掺杂及工艺参数优化等方面进行实验研究,得到了一组满足2GHz频率下μ′、μ″>10的配方、掺杂及工艺条件。理论分析和实验结果表明,我们可以在一定范围内调整材料磁导率、共振频率及共振峰值的宽度,从而使研制的材料适用于更宽的频率范围。

掺杂SiO_2的低温烧结Ba_3(Co_(0.4)Zn_(0.6))_2Fe_(24)O_(41) Z型六角铁氧体材料

为了改善低温烧结Z型六角铁氧体Ba3(Co0.4Zn0.6)2Fe24O41材料的电磁性能,向体系中引入了SiO2,研究了掺杂SiO2对此材料在低温烧结时的显微结构和高频电磁性能的影响。发现SiO2的加入减小了晶粒的尺寸,使得其起始磁导率降低,但与此同时,SiO2的引入能够降低该体系在高频时的介电常数并提高其品质因数。

Ir^(4+)掺杂Co_2Z平面六角软磁铁氧体的磁性能

采用普通陶瓷工艺制备了Ir4+掺杂的Co2Z型平面六角铁氧体,研究了少量Ir4+掺杂对Co2Z型铁氧体材料结构和磁性能的影响。结果表明,少量掺杂Ir4+的Co2Z型铁氧体仍具有单相的Z型平面六角结构,其磁导率实部μ′明显提高。随着烧结温度的提高,材料的磁导率实部μ′增大,但截止频率下降。在1275℃烧结的掺杂Ir4+铁氧体样品,其μ′达到16.5,截止频率仍>1GHz,具有较好的高频性能。

Zn取代Ni_2Y型六角铁氧体的微波吸收特性

采用陶瓷烧结方法制备了Ba2Ni2-xZn＋Fe12O22（x=0，0．8）六角铁氧体。X射线衍射（XRD）分析表明样品为单相Y型六角铁氧体，扫描电镜（SEM）观察显示样品形貌呈球状颗粒，直径约为500nm。用驻波比法在1-4GHz频率范围测量了样品的微波吸收率，发现Zn^2＋掺杂对Ni2Y型六角铁氧体的微波吸收性能影响很小，在频率2．4GHz，材料对微波均有较强的吸收峰，对厚度d=1．2mm的样品，吸收率达85％。

熔盐法制备单相Co2W六角铁氧体及电磁性能研究

采用熔盐法制备单相BaCo2Fe16O27(Co2W)六角铁氧体,探讨烧结温度、保温时间及熔盐与反应物质量比(R)对产物物相的影响,研究了Co2W铁氧体的静磁性能及微波吸收性能。结果表明,单相Co2W合成条件的温度为1250℃,保温时间为4h,熔盐与反应物质量比R=3。Co2W铁氧体比饱和磁化强度、剩余磁化强度和矫顽力分别为60.76(A·m2)/kg、3.78(A·m2)/kg和70.7×79.6A/m。与溶胶-凝胶法相比,熔盐法制备的Co2W铁氧体具有更好的吸波性能。利用熔盐法制备铁氧体是提高以铁氧体为吸收剂的复合材料吸波性能的潜在途径。

Zn_2-W型六角铁氧体制备工艺对晶体结构的影响

用共沉淀方法制备了Zn2 W型铁氧体,通过XRD、SEM研究了热工制度对Zn2 W型铁氧体晶体形成和结构的影响。利用快速升温、慢速冷的方法获得了晶型完整的平面六角Zn2 W型铁氧体。

Co替代Y型六角铁氧体粉末在X波段的吸波特性

采用固相反应方法制备了Ba2Zn1.6-xCoxCu0.4Fe12O22(x=0,0.2,0.4,0.6)铁氧体粉末,将粉末在1050℃下退火4小时。利用X射线衍射(XRD)、振动样品磁强计(VSM)以及矢量网络分析仪研究了退火样品的晶体结构及其在8.2～12.5GHz波段的微波吸收特性。XRD分析表明样品为Y型六角铁氧体。VSM及微波矢量网络测量表明,掺Co样品的介电常数实部ε′的平均值由不掺时的6.5降为5.0。随着Co替代量的增加,样品的饱和磁化强度和剩磁不断增大;矫顽力先维持在62～70Oe之间,至Co含量x=0.6时迅速增为315.5Oe。在磁导率虚部μ″谱中观察到样品的自然共振吸收峰,其共振频率和峰值与样品中的Co含量有关,Co含量x=0.2的样品的μ″峰值达6.579,相应的反射功率损耗达41.796dB,吸波性能良好,基本达到在共振频率附近提高μ′、μ″和ε″值,同时降低ε′值的目的。

Y型六角铁氧体的晶化过程研究及性能表征

采用柠檬酸盐溶胶-凝胶法制备Y型平面六角铁氧体Ba2Co2Fe12O22.X射线衍射分析(XRD)结合透射电镜 (TEM)分析,对粉体的成分及晶粒形态进行了表征.并结合热重与差热扫描分析(TG-DSC)和红外光谱(IR)分析对 铁氧体的晶化过程进行了研究.表征了高频下Y型铁氧体Ba2Co2Fe12O22电磁参数随着频率的变化,反映了其高频吸 收特性.

添加Bi_2O_3的Bi(Co)、Zn取代Z型六角铁氧体低温烧结研究

采用固相反应法制备了添加Bi2O3的Bi(Co)、Zn取代Z型六角铁氧体材料。样品通过XRD、SEM进行表征,并用阻抗分析仪研究了材料的电磁性能。实验表明,少量的Bi取代不会影响Z相形成,但可以明显降低成相温度;另外Zn取代可以提高起始磁导率。最佳实验组分为Ba3-xBixCo2+x-y Zny Fe24-xO41(x=0.15,y=0.8),该组份加入2wt%的Bi2O3作助烧剂、900℃烧结,可获得起始磁导率为4.2的低温烧结材料。

反应时间对Ba_2Co_(0.4)Zn_(1.0)Cu_(0.6)Fe_(12)O_(22)(Co_2Y)铁氧体性能的影响

采用化学共沉淀法制备Y型平面六角铁氧体(Ba2Co0.4Zn1.0Cu0.6Fe12O22)前驱体,并通过激光粒度分析仪(LPS)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、振动样品磁强计(VSM)和E4991A精密阻抗分析仪等手段研究了共沉淀反应时间对粉体及烧结样品的粒径、表面形貌、晶体结构和磁性能的影响。结果表明,当共沉淀反应时间为90 h时,得到的前驱体粉体粒径分布均匀,平均粒径约为1μm。在900℃烧结后能够得到较纯相的Y型平面六角铁氧体。烧结样品的相对密度超过95%,频率为1 GHz时,起始磁导率μi≈3.7,品质因数Q≈5.8,共振频率fr>2.5 GHz,截止频率在3 GHz左右。

Zn2+掺杂Sr3Co2Fe24O41六角铁氧体的磁性质研究

本文采用固相反应法制备了Z型六角铁氧体Sr3Co2-xZnxFe24O41(x = 0~1.6)材料,研究了不同Zn2+含量和不同温度下Sr3Co2-xZnxFe24O41的磁学性能。结果表明,不同Zn2+掺杂量的粉末样品颗粒都是层状生长,样品颗粒为类六角形状。不同Zn2+掺杂量的样品在不同温度时,都具有明显的软磁特征。随着Zn2+掺杂量x值的增加,样品的饱和磁化强度总体有先增大再减小的趋势,x = 1.2时,饱和磁化强度达到最大。在不同温度下,饱和磁化强度随组分变化有相似的变化规律。样品的矫顽力随组分变化而变化,但是没有明显的变化规律。当x = 0和1.2时,样品具有相对较低的矫顽力。当x 时,升高温度导致矫顽力降低。当x >1.2时,温度对样品的矫顽力的影响变的很小。综上所述,当x值为1.2时,Sr3Co2-xZnxFe24O41的饱和磁化强度最大,矫顽力相对最小,软磁性能最好。

甚高频片式电感用低温烧结平面六角软磁铁氧体的电磁性能

采用BPb玻璃为助烧剂,870℃烧结Y型平面六角结构软磁铁氧体,分析其烧结工艺、显微结构及起始磁导率和介电常数的频率特性。研究发现,含Co、Zn、Cu的Y型铁氧体材料(Ba_2Me_2Fe_(12)O_(22),Me=Co、Zn、Cu)在甚高频段具有良好的磁性能,采用BPb玻璃为助烧剂可有效地实现此种材料的低温烧结,并大大改善其介电性能。

甚高频段应用的Co_2-Z型铁氧体材料研究

采用普通陶瓷工艺,制备了适用于甚高频段(UHF)的Co_2-Z型六角晶系铁氧体材料。通过测量这种材料的复数磁导率μ的频散特性,发现其共振频率可达3GHz以上。测试不同烧结温度下的样品的磁谱表明,随着烧结温度的上升,复数磁导率μ的实部μ′上升,但共振频率f_r和截止频率f_c均下降。SEM照片显示,这是由于晶粒随烧结温度升高而长大所致。