Zn-Ti联合取代对LiZnTiMn铁氧体微结构和旋磁性能的影响

用固相反应法制备Zn-Ti联合取代的Li_(0.42)Zn_(x)Ti_(x-0.16)Fe_(2.637-2x)Mn_(0.1)Bi_(0.003)O_(4)(LiZnTiMn铁氧体,x=0.16~0.50),分析了材料的相结构、微观结构和旋磁性能。890℃烧结样品获得了单一的尖晶石结构。Zn-Ti联合取代有促进烧结的作用,并且可以改变材料的磁晶各向异性常数和Fe2+离子含量,从而降低了铁磁共振线宽和介电损耗;同时,分子磁矩减小和超交换作用减弱导致材料的饱和磁化强度和居里温度下降。在Zn-Ti取代量x=0.35、烧结温度为890℃的条件下,获得了高饱和磁化强度(约3913 G)、高居里温度(约304℃)、低铁磁共振线宽(约97 Oe)、低介电损耗(损耗正切约3.82×10^(-4))的材料。

SAP、铁氧体与硫酸铁对水泥早强性能的影响

目的为提高瓦斯抽采效果,解决传统封孔水泥早期强度发展缓慢的问题。方法选用高吸水树脂(SAP)、纳米铁氧体和硫酸铁来制备新型封孔材料。通过抗压强度试验、流动度测试、凝结时间测试、X射线衍射(XRD)、热重分析、扫描电子显微镜(SEM)等手段对水泥试样进行结构分析及性能测试,研究三元早强剂对水泥基封孔材料的影响。结果与空白组相比,三元早强剂缩短了水泥的凝结时间,提高了水泥早期强度。1d抗压强度为10.13MPa,与空白组相比提高了51.87%。结论SAP的自养护效应和纳米铁氧体的晶核效应,可以促进水泥水化产物的生成,同时硫酸铁和纳米铁氧体中的铁离子为高价阳离子,对C-S-H形成的双电子层具有压缩作用,可以进一步促进C-S-H凝胶的生成,加快水泥水化速率,生成更多水化产物,填充孔隙,增加水泥密实度,提高早强性能,为水泥早强剂的设计提供了新思路。

氯化胆碱-乙二醇-水溶液制备镍铁氧体

以氯化胆碱-乙二醇(ChCl-EG)和水混合溶液为介质,依据三因素五水平均匀设计实验方案,采用溶胶/凝胶-自蔓延法,制备了镍铁氧体(NiFe_(2)O_(4))。X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和振动样品磁强计(VSM)分析结果表明:NiFe_(2)O_(4)中存在少量前驱体焙烧过程中未反应完全的中间产物NiO和α-Fe_(2)O_(3);相较于传统水溶剂制备的NiFe_(2)O_(4),以ChCl-EG部分或完全取代水溶剂提高了NiFe_(2)O_(4)的饱和磁化强度(Ms),降低了其矫顽力(Hc)。扫描电子显微镜(SEM)分析结果表明,ChCl-EG完全取代水溶剂后产物的形貌更加规整,颗粒尺寸明显增大。对均匀实验结果进行回归分析,分别得到了M_(s)、H_(c)与合成主要影响因素(ChCl-EG含量、pH、柠檬酸与金属离子物质的量比)间的回归方程,根据回归方程阐明了主要影响因素对NiFe_(2)O_(4)磁性能的影响。

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。

成分优化对软磁MnZn铁氧体的影响规律

采用“化学溶胶—喷雾干燥—煅烧”方法制备Mn_(0.5−y)Zn_(0.5)Fe_(2+y)O_(4)(y=0,0.01,0.03,0.05,0.07,0.09)软磁MnZn铁氧体,利用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FTIR)、拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和超导量子干涉磁测量系统等检测方法对其进行表征。研究结果表明:当y=0~0.07时,样品均只含有MnZn铁氧体单相;而当y=0.09时,将析出α-Fe_(2)O_(3)杂质相,此现象得到了XRD和Raman光谱结果验证。随着Fe含量的增加,平均晶粒度先减小再增大,当y=0.03时,平均晶粒度最小。样品中的Fe呈+3价,Zn呈+2价,而Mn则存在+2、+3和+4这3种价态,其中,当y=0.09时,样品中Fe^(3+)位于MnZn铁氧体和α-Fe_(2)O_(3)中的环境不同,其Fe2p_(3/2)峰存在结合能分别为710.09、711.16和713.71 eV的3个子峰。样品中Mn^(2+)的含量先增加再减少,在y=0.07时最大。所有样品均呈细小颗粒组成的空心球壳形貌,几乎不存在非空心球壳粉末形貌,且元素均匀化分布。当y=0~0.09时,比饱和磁化强度(M_(s))为41.15~54.58 A·m^(2)/kg,剩磁(M_(r))为0.91~6.50 mA/m,矫顽力(H_(c))为2242.4~8917.6 A/m,矩形比(M_(r)/M_(s))为0.02~0.12。其中,当Fe过量时,M_(s)呈先增大再减小的趋势;当y=0.07时,MnZn铁氧体的综合特性最优。

高性能La-Co共替代M型永磁铁氧体的磁各向异性增强机理研究进展

自20世纪末以来,La-Co共替代的M型铁氧体备受关注,已成为高性能永磁铁氧体的基础材料.Co2+的未淬灭轨道矩被认为是增强铁氧体单轴各向异性的原因,但其微观作用机理尚未完全解释清楚.为了满足铁氧体材料日益增长的性能需求,理解其磁各向异性增强机理至关重要,并寻求从根源上的提升、低成本和高效的方法,以制定开发高性能产品的指导原则.本文综述了一系列研究工作,旨在确定Co离子在晶格中的取代位置,这是增强磁各向异性的关键.这些研究为进一步提高永磁铁氧体的磁性能提供了重要的材料设计参考.

钴锌铁氧体改性生物炭对水中结晶紫的吸附性能研究

染料在生产和生活中广泛使用,导致环境中染料污染问题频发,尤其是水体,对生态系统和人体健康带来潜在危害。生物炭具有来源广泛且符合“双碳”的要求,被广泛用于环境污染治理。但由于原始生物炭的吸附能力差,且缺乏选择性。因此,对生物炭改性是最常用的方法。为了提高生物炭对染料结晶紫(CV)的吸附效果,研究以橙子皮为原料,通过共沉淀-热解法制备钴锌铁氧体改性的磁性生物炭(Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_(2)O_(4)@BC)。采用X射线衍射(XRD)、电子扫描显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、比表面积及孔径分析仪(BET)、Zeta电位仪对改性前后的生物炭进行详细表征。实验结果表明,改性后产生介孔结构,显著增加了材料的比表面积,而且增加了材料的表面正电荷,提高材料的pH适应性,从而促进生物炭对CV的吸附效果。通过批处理实验考察不同实验条件对Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_(2)O_(4)@BC吸附CV的影响,并对吸附动力学和吸附等温线进行拟合,发现Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_(2)O_(4)@BC对CV的吸附性能显著提高,去除率可达到99.64%,相较于单独的BC(41.94%)和Co0.5Zn0.5Fe2O4(26.78%)吸附能力显著增强。一级动力学和Langmuir模型更好地拟合吸附过程和吸附等温线。吸附过程是单层吸附,以物理吸附为主,最大吸附量为227.59 mg/g。Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_(2)O_(4)@BC在pH 5~11都能有效地吸附CV。常见的共存阴阳离子稍微促进Co_(0.5)Zn_(0.5)Fe_(2)O_(4)@BC对CV的吸附。在自来水和长江水中,吸附效果比纯水中好。这说明该材料具有很好的抗干扰能力。经过5次循环后对CV的去除率仍能达到69.75%。研究为CV污染水体的处理提供一种潜在材料,也为生物炭改性对染料废水的吸附提供一种新思路。

环境温度-湿度对NiCuZn软磁铁氧体型高频电流传感器性能的影响研究

高频电流法是检测电力电缆局部放电的重要手段,依据高频电流传感器磁芯的传输阻抗值可以判断局部放电是否发生以及局部放电的位置。电力电缆的服役环境较为复杂,环境温度和湿度变化较大,对磁芯的传输阻抗有很大的影响。目前,关于温度-湿度对磁芯性能的影响研究还未见报道。有鉴于此,基于固相反应法制备NiCuZn软磁铁氧体型高频电流传感器磁芯,测试起始磁导率、饱和磁感应强度和电阻率,重点研究不同温度和湿度下,NiCuZn软磁铁氧体传输阻抗的变化规律,测试温度循环变化下磁芯的传输阻抗值变化,并利用能谱仪(EDS)对实验后的磁芯主要化学成分进行表征,分析相关机理。实验结果表明:环境温度和湿度对铁氧体材料的性能影响非常显著,尤其当频率在60~100 MHz之间时,传输阻抗值最多降低约92%。

烧结温度对W型铁氧体吸收剂微观结构及电磁性能的影响

以碳酸锶(SrCO_(3))、氧化锌(ZnO)、四氧化三钴(Co_(3)O_(4))和三氧化二铁(Fe_(2)O_(3))为原料,采用氧化物法制备铁氧体,研究了烧结温度对W型铁氧体吸收剂的物相组成、微观结构、粒径与孔隙度、内禀矫顽力H_(cj)和饱和磁化强度M_(s)、电磁参数等的影响规律。结果表明:烧结温度为1125℃时,尚未生成W型铁氧体;烧结温度为1175℃时,生成层片状的W型铁氧体;烧结温度为1225℃和1275℃时,所制备的W型铁氧体吸收剂展现出较佳的吸波性能。

基于CNN-Bi LSTM的铁氧体磁芯损耗精确模型和小样本迁移学习预测方法

传统的经验公式和损耗分离公式难以准确计算宽频宽磁密、宽温度范围以及复杂波形激励下铁氧体磁芯的损耗。考虑到磁芯损耗与磁通密度波形的局部和长期特征均相关,基于普林斯顿大学研究者构建的MagNet数据集,采用CNN-BiLSTM建立大样本磁芯损耗预训练模型,损耗预测的平均误差均小于3%,95%误差均小于10%;以3C90和N87铁氧体为例,构建小样本数据集并采用迁移学习方法训练模型,选取最优迁移学习策略,提出最优源域模型选取方法,对比迁移学习和直接训练所需的训练步数,分析小样本数量和初始学习率对迁移学习效果的影响。以样本数量达到1000为例,与直接训练相比,采用迁移学习方法后模型所需训练步数由500降为50,3C90和N87铁氧体损耗预测的平均误差分别由4.49%和6.6%降为2.66%和2.35%,95%误差分别由11.97%和17.12%降为7.22%和6.21%,模型的收敛速度和预测精度都大大提高。在实际工程中,仅需利用少量样本对源域模型参数进行微调,即可实现模型快速求解和损耗精确预测。

锰铁氧体纳米材料(MnFe_(2)O_(4)NMs)的制备及其叶面喷施对番茄品质和产量的影响

纳米材料具有多重潜力和应用前景,因其尺寸小于100 nm而具有特殊性质,近年来在农业应用上具有较大潜能。以小果型番茄自交系6648为试材,在番茄定植30 d后(开花前1周),连续4 d叶片喷施不同浓度(1、10、20、30、40 mg·L^(-1))的锰铁氧体纳米材料(MnFe_(2)O_(4)NMs),并以等量的去离子水为对照,测定对番茄植株生长、果实品质和产量的影响。结果表明:叶面喷施MnFe_(2)O_(4)NMs对提高番茄植株的生长势、诱导生物量的累积有显著影响;同时能提高番茄果实的可溶性糖、番茄红素、VC含量及糖酸比等,进一步提升果实品质;番茄产量也有显著提高。低浓度(1~10 mg·L^(-1))的MnFe_(2)O_(4)NMs可以明显促进番茄植株的生长,高浓度时效果不明显,甚至产生负效应。施用浓度为1 mg·L^(-1)的MnFe_(2)O_(4)NMs,番茄总产量提高12.7%。另外经多项式拟合分析,MnFe_(2)O_(4)NMs的浓度范围在4.01~7.25 mg·L^(-1)时,对提高番茄生长和品质有较好的效果。该研究为纳米材料在番茄上的应用提供了一定的参考依据。

预烧、磨料、烧结工艺对低温共烧NiCuZn铁氧体结构及磁性能的影响

采用氧化物陶瓷工艺制备低温共烧NiCuZn软磁铁氧体材料,考察了预烧温度、球磨时间、烧结温度等工艺条件对材料微观结构和磁性能的影响。结果表明,随球磨时间延长、预烧温度增高,NiCuZn铁氧体材料磁导率、饱和磁通密度先增大后减小,功耗则先减小后增大;随烧结温度升高,材料磁导率、饱和磁通密度不断增大,功耗先降低后增高。当预烧温度为860℃、球磨时间6 h、烧结温度为900℃时,晶粒尺寸在1~2μm之间、大小均匀、结构致密,材料磁导率为465、饱和磁通密度为306 mT、功耗为46.5 kW/m^(3),综合磁性能最佳。

升温速率对Micro-FAST制备锰锌铁氧体磁芯显微组织及性能的影响

采用多物理场耦合烧结技术(Micro-FAST)烧结制备了MnZn铁氧体U型磁芯零件,研究了升温速率对MnZn铁氧体磁芯的微观组织和性能的影响。结果表明:在升温速率30℃/s、压力75 kg、烧结温度900℃、保温时间360 s的条件下,烧结制备磁芯的密度4.87 g/cm^(3)、饱和磁化强度55.78 emu/g、剩磁1.59 emu/g、矫顽力14.83 Oe、电阻率3.88Ω·m。适当提高升温速率,可增大磁芯的密度、减少孔隙、促进尖晶石相晶粒的形核与生长以及微观组织均匀完整,从而有利于提高MnZn铁氧体磁芯的磁性能。

镍锌铁氧体吸波材料研究进展

综述了镍锌铁氧体吸波材料的研究情况。从磁性能、配方对吸波性能的影响,以及与其他材料复合对吸波性能的影响等方面,对镍锌铁氧体吸波材料进行比较全面的总结,并与我司研究情况进行对比,希望对镍锌铁氧体吸波材料的开发与应用提供支持。

低温共烧铁氧体(LTCF)微磁变压器及其应用

针对传统绕线变压器体积大、高度高、可靠性低等问题,介绍了采用低温共烧铁氧体(LTCF)工艺实现的新型微磁变压器,可解决传统变压器发展遇到的诸多问题,大幅度降低体积,提高可靠性。典型应用于信号隔离、高电压电源、微小功率DC/DC电源等系统。重点讨论了LTCF微磁变压器应用于高电压电源时的输出电压、工作模式、吸收钳位电路设计等问题。

多铁性Z型六角铁氧体的制备及微波电磁特性

多铁性六角铁氧体材料中共存的铁电有序和磁有序以及电、磁损耗协同机制为新型电磁波吸收材料的设计提供思路。采用溶胶凝胶法成功制备Co位Zn元素掺杂的Z型六角铁氧体Sr_(3)Co_(2-x)Zn_(x)Fe_(24)O_(41)(x=0,0.4,0.8,1.2,1.6,2.0)材料体系。结果表明,所制备的样品呈不规则片状结构,平均颗粒尺寸为几微米左右。x=0.8样品在频率为11.04 GHz,厚度为7.5 mm时最小反射损耗达到-42.4 dB。样品x=1.6在频率为7.84 GHz,厚度为4.0 mm时,其最小反射损耗和有效吸收带宽分别为-23.2 dB和2.32 GHz(6.00~8.32 GHz),且该样品在12.4 GHz,厚度为6.5 mm时,最小反射损耗值为-38.0 dB,其吸波特性主要源于磁损耗和介电损耗的协同损耗作用。单相的Zn掺杂Z型六角铁氧体材料在强吸收高性能吸波剂领域具有潜在的研究价值。

耐海洋腐蚀的双层稀土掺杂铁氧体/聚氨酯吸波复合材料

目的开发一种防腐性和吸波性能均良好的新型复合材料。方法制备了一种新型的双层吸波复合材料,其中匹配层使用30%(质量分数)稀土铁氧体粉的Ce-铁氧体/TPU复合材料,吸收层则使用70%(质量分数)稀土铁氧体粉的Ce-铁氧体/TPU复合材料。在制备过程中,首先将稀土铁氧体粉和TPU树脂按照一定的比例混合,并通过机械搅拌使其均匀分散。然后,将混合物填充在模具中,并进行高温热压处理,以实现复合材料的固化和成型。结果通过数值计算,发现双层吸收体的微波吸收性能比其组分有很大的提高。与此同时,在总厚度保持不变的条件下,充分利用30%~70%的层厚度比例进行调节以改善有效吸收带宽的情况,并基于RL(反射损耗)优化了厚度3.5 mm/1.5 mm的30%~70%双分子层。当频率为15.76 GHz时,最大RL峰为-26.4 dB,有效吸收带宽达12.32 GHz(5.68~18 GHz)。通过适当的阻抗匹配和多种损耗形式,可以显著提高30%~70%双层吸收体的微波吸收性能。结论将30%(质量分数)稀土铁氧体粉的Ce-铁氧体/TPU复合材料和70%(质量分数)稀土铁氧体粉的Ce-铁氧体/TPU复合材料组合形成双层后,其电磁性能明显上升,达到了良好的阻抗匹配。其中30%(质量分数)稀土铁氧体粉的Ce-铁氧体/TPU复合材料的耐腐蚀性能略高于70%(质量分数)稀土铁氧体粉的Ce-铁氧体/TPU复合材料的,将二者组合后,其防腐性能也有所提升,由此制得的双层材料的耐腐蚀性和吸波性能均得到了提升。

偶联剂种类和用量对铁氧体注塑磁体性能的影响

首先在配料混合阶段对磁粉分别添加硅烷和钛酸酯偶联剂进行表面处理,然后采用挤出造粒法得到塑磁颗粒,再通过注射成型制备铁氧体塑磁产品,重点研究了偶联剂的种类和添加量对注塑磁体性能的影响。结果表明,三种硅烷偶联剂制备得到注塑铁氧体的磁性能都较高,KH-792(N-β-(氨乙基)-γ氨丙基三甲氧基硅烷)作偶联剂制得注塑磁体的力学性能最好,而钛酸酯作偶联剂制得塑磁颗粒的流动性较低,注射成型过程中取向变差,注塑磁体的磁性能较低。对铁氧体磁粉使用KH-792进行表面处理,偶联剂添加量质量分数优选为1.0%。磁粉经过表面处理后再制得塑磁颗粒的流动性能较未处理的显著提高。

镍添加量对锰锌铁氧体结构与性能的影响

以羰基镍粉和锰锌铁氧体粉为原料,在不同温度(1320,1360,1380℃)下真空烧结制备锰锌铁氧体,研究了添加的镍质量分数(0,2%,4%,6%,8%,10%)对锰锌铁氧体微观结构、力学性能、电学性能和磁学性能的影响。结果表明:镍的添加未改变锰锌铁氧体的尖晶石结构,当镍质量分数大于2%时,锰锌铁氧体中存在Fe_(2)O_(3)相以及部分未完全固溶的镍;随着镍添加量的增加,锰锌铁氧体中的孔洞数量减少,晶体结构更加致密。随着烧结温度的升高,不同镍添加量锰锌铁氧体的密度先增后减,抗弯强度整体呈先略微增大后降低的趋势,1360℃温度下烧结得到的锰锌铁氧体具有最高的密度和较好的力学性能。随着镍添加量的增加,锰锌铁氧体的密度、抗弯强度、饱和磁化强度、初始磁导率、饱和磁感应强度、电导率和居里温度均增大,力学、电学和磁学性能提高。

铁氧体复合吸波材料研究进展

铁氧体吸波材料因具有较高的磁损耗、强矫顽力和低成本等优势而被广泛应用于民用和军事领域。然而铁氧体吸波材料存在吸收机制单一、密度大和热稳定性差等缺点,当前采用掺杂和复合的方法来提高其综合性能已成为国内外研究的热点,为此了解并借鉴相关领域的研究成果具有较大意义。本文从吸波材料吸收原理出发,依次阐述铁氧体/离子掺杂型吸波材料、铁氧体/磁性金属复合吸波材料、铁氧体/介电碳系损耗复合吸波材料,以及铁氧体/有机化合物复合吸波材料的研究进展,最后展望了未来铁氧体复合吸波材料的发展趋势和研究方向。