制备参数对燃烧合成NiZn铁氧体粉体组成和性能的影响及其作用机理

【摘要】本文综述了NiZn铁氧体的结构、性能、应用及制备方法,简要介绍了燃烧合成NiZn铁氧体的燃烧机理,关键技术以及研究现状,并论述了本课题的研究内容和意义。对Fe-ZnO-NiO-Fe-NaClO4体系合成Ni0.4Zn0.6Fe2O4铁氧体的热力学进行了理论分析；实验研究了不同的反应物料量,引入的稀释剂NaCl,原料中的Fe粉和NaClO4含量对制备的NiZn铁氧体的物相,微观形貌以及磁性能的影响,并探讨了各个工艺参数的影响机理。总结为以下几个方面：利用热力学数据计算了kFe-ZnO-NiO-Fe-NaClO4体系的绝热温度,结果表明：随着原料中Fe粉含量的增加,体系的绝热温度增加。只有k≥0.5时,绝热温度升高到1800K以上。通过对燃烧产物进行退火处理,对比退火产物的XRD和SEM以及磁滞回线,确定了最佳的反应物量,即反应物量为1500g时合成的产物粉末颗粒大小均匀,产物具有较高的饱和磁化强度Ms=63.72emu/g和较低的矫顽力Hc=15.61Oe。原料中添加一定量的稀释剂使得燃烧产物颗粒尺寸减小,燃烧产物中均含有ZnO,Fe2O3和Fel-xO等杂相,退火后杂相消失；添加稀释剂对样品的磁性能改善不显著,其饱和磁化强度先增大后减小,矫顽力He值相差不大。研究了燃烧体系中反应原料Fe粉含量对铁氧体的影响规律。结果发现,随着反应原料中Fe粉含量增加,体系的燃烧温度和燃烧速度增大,导致燃烧产物颗粒尺寸和尺寸不均匀度都增大；观察退火后的样品,发现随着Fe粉含量的增加,产物颗粒结晶度增大,晶体缺陷得到很好改善。通过对粉末样品的磁性能测试发现k=0.6时,产物具有较高的饱和磁化强度和较小的矫顽力。分析了体系内加入过量的内氧化剂NaC104对铁氧体性能的影响。结果表明,NaC104过量时燃烧产物中杂质含量较少,铁氧体化程度较高。氧化剂对产物的粒径,形貌影响不大。随着体系供氧率的增加,产物的饱和磁化强度先增大后减小,矫顽力值相差不大,其中NaC104过量40%时产物的饱和磁化强度最大为Ms=68.80emu/g,矫顽力Hc=16.08Oe,磁性能最佳。
【作者】王霞；
【导师】喇培清；
【作者基本信息】兰州理工大学，材料加工工程，2014，硕士
【关键词】燃烧合成；NiZn铁氧体；超细粉体；磁性能；形成机理；

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