Ba_xNi_(1–x)La_yFe_(12–y)O_(19)铁氧体的制备与磁性能研究

首先利用溶胶-凝胶法制备了BaxNi1–xFe12O19(x=0.2,0.4,0.6,0.8)样品,通过热重-差示扫描量热仪(TG-DSC)、X射线衍射仪(XRD)和振动试样磁强计(VSM)分析,确定了最佳煅烧温度和最佳Ba-Ni摩尔比。然后利用同样的方法制备了Ba0.6Ni0.4LayFe12–yO19(y=0,0.1,0.3,0.5)样品,利用场发射扫描电镜(FESEM)、XRD和VSM对产物进行表征分析。结果表明Ni2+取代Ba2+,进入其晶格内部,改变了铁氧体的磁性能。La3+的加入改变了铁氧体的矫顽力Hc、饱和磁化强度Ms和剩余磁化强度Mr。当y=0.3时,其Ms和Mr达到最大值,分别为51.0 A.m2/kg和32.3 A·m2/kg。     

废旧镍氢电池在柠檬酸中的溶解条件及Ni_(0.5)Co_(0.5)Fe_2O_4的制备研究

研究了废旧镍氢电池正极材料在柠檬酸中的溶解条件。采用单因素和正交试验相结合的方法分析柠檬酸初始浓度、液固比、溶解温度、溶解时间等对钴、镍的溶解率的影响。实验结果表明:当柠檬酸浓度为2 mol/L,液固比(质量比)8:1,溶解温度90℃,溶解时间50 min,镍钴的溶解率最高。在最佳溶解条件下,采用微波水热法制备出性能较好的球形纳米级Ni0.5Co0.5Fe2O4,其磁性参数为:饱和磁化强度为50.312 A·m2/kg,剩余磁化强度15.306 A·m2/kg,矫顽力为0.052 726 T。     

废旧电池溶胶-凝胶-水热耦合法制备Mn0.6Zn0.4Cr0.4Fe1.6O4

以硝酸溶解废旧碱性锌锰电池所得的溶液为原料,采用溶胶-凝胶-水热耦合法制备了Mn0.6Zn0.4Cr0.4Fe1.6O4。借助于IR、XRD、SEM和VSM对产物的结构、晶型、形貌及磁性能进行研究,进而探讨了不同制备条件对材料结构和性能的影响。结果表明,在柠檬酸与金属离子的摩尔比为0.6：1,溶胶的pH值为7,水热温度为240℃的条件下能制备出性能较好的Mn0.6Zn0.4Cr0.4Fe1.6O4。在该条件下制备的样品形貌近似为球形,分散均匀,其磁性能参数为：饱和磁化强度为60.586 A·m2/kg,剩余磁化强度为4.0104 A·m2/kg,矫顽力为41.786 kA/m。     

废旧锌锰电池制备Cu掺杂Mn-Zn铁氧体

以硝酸溶解废旧碱性锌锰电池所得的溶液为原料,以酒石酸为凝胶剂,采用sol-gel法制备出一系列Cu掺杂Mn-Zn铁氧体(Mn0.6–x/2Zn0.4–x/2CuxFe2O4,x=0.1,0.2,0.3和0.4)。经XRD、VSM测试,结果表明:Cu掺杂不仅没有改变Mn-Zn铁氧体的相结构,而且有利于尖晶石结构的形成;Cu掺杂后Mn-Zn铁氧体的Ms、Mr和Hc的变化趋势,都是先增大后减小,最适宜的掺杂量x为0.1。此时,Ms为2.66×105A/m,Mr为5.73×104A/m,Hc为1.6/π×104A/m。     

共沉淀法制备锰锌铁氧体微粉的研究

以硫酸亚铁、硫酸锰和硫酸锌为原料,采用碳酸盐共沉淀法制备了Mn1–xZnxFe2O4(x=0,0.2,0.4,0.5和0.6)铁氧体微粉。通过TGA-DSC、XRD和SEM等测试手段,分析其物相、微观结构和形貌,并用振动样品磁强计(VSM)测量其室温磁滞回线,重点探讨了锰锌铁氧体前驱粉在热处理过程中发生的反应。磁性能测试表明,随着Zn2+含量的增加,锰锌铁氧体微粉的比饱和磁化强度先增加后降低,当x(Zn2+)=0.2时,微粉的比饱和磁化强度最大,为84.24A·m2·kg–1。     

溶胶凝胶自蔓延燃烧法制备NiZnCoCu铁氧体粉体

以金属硝酸盐和柠檬酸等为原料,利用溶胶凝胶自蔓延燃烧法制备了Ni0.5–xZn0.5Co0.1CuxFe1.9O4(x=0,0.10,0.15,0.20)粉体,将粉体在800℃下热处理2 h,通过FT-IR、XRD、SEM和VSM对粉体的物相结构和磁性能进行分析。结果表明,自蔓延燃烧粉体以Ni Zn Co铁氧体为主晶相,其中含有Fe2O3杂相,煅烧后杂相消失。煅烧有效推动了晶界移动,实现晶粒的长大。煅烧前后两类粉体的饱和磁化强度都随着Cu的含量增加而逐渐减小,同时矫顽力也都先减小后增加,其中煅烧粉体的磁性能较自蔓延粉体均得到提升。     

Nb添加对Fe-Y-B合金非晶形成能力和磁性能的影响

利用单辊快淬法制备了Fe74Y6-xNbxB20(x=0,1,2,3,4)非晶合金条带,利用XRD、HRTEM、DTA和VSM对样品的结构、非晶形成能力和磁性能等进行了测试。结果表明:Fe74Y6–xNbxB20(x=1,2,3,4)合金系的饱和磁化强度Ms>104 A.m2/kg,矫顽力Hc<1.59 kA/m,显示出良好的软磁性能。添加微量Nb扩大了非晶合金的过冷液相区,当Nb含量为摩尔分数1%时,过冷液相区Tx=63℃,此时合金具有最大的非晶形成能力,同时具有最大的饱和磁化强度(Ms=133 A.m2/kg)和最低的矫顽力(Hc=1.27 kA/m)。     

Ba_(0.7)Sr_(0.3)TiO_3热释电陶瓷材料研究

采用Pechini法制备了100 nm的Ba0.7Sr0.3TiO3纳米粉体,并用凝胶注模成型工艺制备不同Mn含量的BST陶瓷。研究表明,在Mn掺杂量为0.5%(摩尔分数),烧结温度为1 280℃时制备的样品,其热释电性能较好,在居里温度附近,30～40℃时,其平均热释电系数为450μC.m–2.K–1,对应平均探测率优值为5.6μC.m–3.K–1,1kHz频率条件下tanδ低于0.5%,εr为3 500左右(室温20℃,外加偏压200 V/mm)。     

钴镍铁氧体磁性粉体的制备与性能研究

采用化学共沉淀法制备钴镍铁氧体磁性粉体,探索了制备工艺,测定了磁性能。结果表明:CoxNi1-xFe2O4的比饱和磁化强度随着Co含量的增加而增强;合理的制备工艺条件为:75℃水浴;NaOH浓度取3 mol/L、过量25%、缓慢滴加;反应时间30 min;磁性颗粒粒径为15 nm左右。在此工艺条件下,其比饱和磁化强度可达到40 Am2/kg。     

三种凝胶剂对MnZn铁氧体性能的影响

以铁、锰和锌的硝酸盐为原料,分别以柠檬酸铵、酒石酸或EDTA为凝胶剂,采用有机物络合sol-gel法制备了MnZn铁氧体。借助XRD、SEM和振动样品磁强计(VSM)等表征手段,研究和比较了三种凝胶剂对所得MnZn铁氧体产品的晶型、晶貌及磁性能的影响。结果表明:以柠檬酸铵为凝胶剂时,所得MnZn铁氧体的磁性能最佳:其Ms达到1.1237×105A/m,而Hc仅为1.6716×103A/m。     

用废旧锂离子电池制备Cu2+掺杂钻铁氧体

以废旧锂离子电池为原料,柠稼酸为凝胶剂,采用sol-gel法制备出一系列Cu2+掺杂钴铁氧体Co1-xCuxFe2O4,研究了Cu2+的掺杂量对钴铁氧体微观结构和晶态的影响.结果表明:用废旧锂离子电池可以制备出磁性能优良的Cu2+掺杂钴铁氧体;最适宜的Cu2+掺杂量x=0.15,制得的样品的饱和磁化强度Ms为65.41...     

sol-gel法制备Sr~(2+)掺杂的MnZn铁氧体

以铁、锰、锌和锶的硝酸盐为原料,以酒石酸为凝胶剂,采用sol-gel法制备了Sr2+掺杂的MnZn铁氧体(Mn0.6Zn0.4-xSrxFe2O4)。借助于XRD、SEM和振动样品磁强计(VSM)等表征手段,研究和分析了Sr2+掺杂量对所得MnZn铁氧体样品晶型、晶貌及磁性能的影响。结果表明:当Sr2+的掺杂量为0.10时,所得MnZn铁氧体样品的Ms为2.1646×105A/m。     

低热固相–溶胶凝胶法制备钴铁氧体的研究

为了改善CoFe2O4的磁性能,以柠檬酸、硝酸钴、硝酸铁为原料,用低热固相反应与sol-gel法相结合,制备了CoFe2O4晶体(样品)。借助于热分析、XRD、SEM和振动样品磁强计(VSM)等测试手段,考察了低热固相反应过程、煅烧温度和煅烧时间对样品结构及磁性能的影响。结果表明:在700℃煅烧2.0 h所得样品的平均晶粒径小(34.17 nm),分散均匀,磁性能好,其饱和磁化强度Ms为75.83 A.m2/kg,矫顽力Hc为127.201 kA/m。     

回收废旧锂离子电池制备Co1+xAlxZrxFe2-3xO4磁致伸缩纳米材料

以废旧锂离子电池为原料,用溶胶-凝胶自蔓延法合成三种金属离子(Co2+、Al3+、Zr4+)掺杂的Co1+xAlxZrxFe2-3xO4(x=0.00,0.02,0.04,0.06,0.08)磁致伸缩纳米材料,并对所制备样品的形貌、结构、磁性和磁致伸缩性能进行研究。结果表明:掺杂金属离子的钴铁氧体是尖晶石结构的晶体。随着金属离子含量的增加,掺杂样品的饱和磁化强度逐渐下降,磁致伸缩系数递减,磁致伸缩应变导数先减小后增加。在掺杂量x=0.02时,样品的最大饱和磁化强度、最大磁致伸缩应变系数和应变导数值分别为82.01 A·m·kg-1,132.6×10-6,-2.15×10-9 A-1·m,且应变导数在非常低的磁场强度下取得最大值,这有利于磁致伸缩材料在非接触传感器方面的应用。     

溶胶–凝胶法制备NBT-KBT系陶瓷及其电性能

采用sol-gel法制备(1–x)Na0.5Bi0.5TiO3-xK0.5Bi0.5TiO3(x=0.12~0.50)系无铅压电陶瓷。XRD分析表明,当x=0.18~0.30时陶瓷具有三方–四方相共存的晶体结构,为该陶瓷的准同型相界(MPB)。在MPB附近存在最佳的电性能:d33为150pC/N,kp为36.7%,ε3T3/ε0为1107,tanδ为1.1×10–2,Qm为168.8,Np为2949.7Hz·m。与常规固相法相比,sol-gel法有利于提高该陶瓷的电性能。分析了该陶瓷材料在1,10和100kHz下的介电温谱,发现该陶瓷是一类弛豫型铁电体材料。     

溶胶–凝胶法制备BNBT系陶瓷的热释电性能

研究了采用溶胶–凝胶工艺制备的(Bi0.5Na0.5)1xBaxTiO3(x=0,0.06,0.08)系(简称BNBT)无铅压电陶瓷的热释电性能。研究发现该工艺制备的(Bi0.5Na0.5)1xBaxTiO3系陶瓷室温附近具有较强的热释电性,热释电系数P大大高于传统工艺制备的同种样品的性能。随着Ba离子浓度的增加,热释电系数P在x=0.06时达到最大,P为3.9104 Cm2·K1。溶胶–凝胶工艺制备的(Bi0.5Na0.5)1xBaxTiO3系陶瓷具有较大热释电系数,起因于该类材料压电性较强、退极化温度较低。