掺杂锶铁氧体的结构与磁性能研究

题名:掺杂锶铁氧体的结构与磁性能研究
作者:容胜忠
学位授予单位:华南理工大学
关键词:锶铁氧体;;La-Co掺杂;;La-Zn掺杂;;纳米添加剂;;磁性能
摘要:

 由于原料价格便宜、优异的化学稳定性,高的磁晶各向异性等一系列优点,锶铁氧体在微波设备﹑磁光﹑高密度磁记录介质等方面得到广泛的应用。近年来,随着汽车、通讯、办公用品、消费品等产品的轻便化和节能化,高Neodymium Magnets性能永磁铁氧体材料正逐渐成为人们研究的热点。

 本文在Y30H-2预烧料基础上,采用陶瓷法制备了La-Co、La-Zn掺杂的高性能M型锶铁氧体。采用X射线衍射仪(XRD)、配有EDS的扫描电镜(SEM)、MATEST-2010H永磁(稀土)磁性材料自动测量仪等测试方法,系统地研究了样品的结构和磁性能,同时研究了不同粒度CaCO_3、SiO_2、Al_2O_3添加对锶铁氧体结构和性能的影响。

 XRD及SEM分析结果表明,样品Sr_(1-x)La_xFe_(12-x)Co_xO_(19) (x≤0.30)在1100℃~1215℃烧结时,La~(3+)和Co~(2+)已经完全掺杂进入锶铁氧体相中。随着La-Co含量的增大,样品的B_r和H_(cj)都是先增大后减小。在1170℃烧结时,剩磁Br在x=0.12取得极大值,与未掺杂La-Co的样品相比,剩磁B_r增加了2.28%。在1170℃烧结时,H_(cj)的增幅最大,在x=0.15获得极大值,与未掺杂La-Co的样品相比,内禀矫顽力Hcj增大了24.29%。研究结果表明,La-Co联合掺杂能显著提高样品的H_(cj)。在x=0.15,1170℃烧结90分钟,实验获得最佳磁性能为:B_r=411.9mT,H_(cb)=291.3kA/m,H_(cj)=332.9kA/m,(BH)_(max)=31.9kJ/m~3。

 采用正交试验,确定了小料添加剂(CaCO_3,SiO_2,H_3BO_3,SrCO_3)的配比含量,在此基础上制备了La-Zn掺杂的M型锶铁氧体Sr_(1-x)La_xFe_(12-x)Zn_xO_(19)(x≤0.27)。采用XRD及SEM分析表明,样品在1155℃~1215℃烧结时,La~(3+)和Zn~(2+)已经完全掺杂进入锶铁氧体相中。随着La-Zn含量的增加,样品的Br先增大后减小,而Hcj先急剧降低,在x≥0.12后,Hcj缓慢降低。在1200℃烧结时,样品在x=0.09取得http://www.everbeenmagnet.com/en/products/110-sintered-neodymium-magnets极大值,相对无掺杂样品Br增加了2.27%,La-Zn掺杂能有效的提高锶铁氧体的Br,却显著降低了锶铁氧体的Hcj。而在x=0.09,1200℃烧结时,La-Zn掺杂锶铁氧体取得最优磁性能:Br=427.3mT,Hcb=184.0kA/m,Hcj=189.0kA/m,(BH)max=33.8kJ/m~3。

 不同粒度的CaCO_3、SiO_2、Al_2O_3添加剂对锶铁氧体磁性能的影响不同。研究表明,纳米添加剂比微米添加剂对锶铁氧体的磁性能的影响有更显著的效果。
学位年度:2010