一种新型功能晶体Ni2MnGa

Ｎｉ_２ＭｎＧａ晶体同时具有强铁磁性、大磁致伸缩、温控和磁控形状记忆效应,其磁控形状记忆效应的响应频率接近压电陶瓷,输出应变和应力接近温控形状记忆合金,是近年来发现的一类新型功能晶体．Ｎｉ_２ＭｐＧａ晶体７７Ｋ时在［００１］方向,仅２ＭＰａ的预应力即可产生５％的温控可回复应变,已接近 ＴｉＮｉ合金 ６％～８％的可回复应变量;非化学剂量的 Ｎｉ。ＭｎＧａ晶体室温条件下在［００１］方向, ６ ｈＯｅ外磁场已诱发产生 ０．３１％的输出应变,远超过巨磁致伸缩材料Ｔｅｒｆｅｎｏｌ－Ｄ输出应变０．１７％的水平．由于该晶体在磁场控制下表现出的大输出应变和应力,以及响应频率快和可精确控制的综合特性,使其可能在声纳、微位移器、线性马达、微波器件、振动和噪声控制、机器人和智能结构等诸多领域有重要应用,成为未来新一代驱动器和传感器材料．本文综述了Ｎｉ_２ＭｎＧａ单晶的基本性能、磁控形状记忆效应的机理、本质以及影响性能的因素等。     

(Ni0.81Fe0.19)0.66Cr0.34/Ni0.81Fe0.19薄膜的各向异性磁电阻效应及尺寸效应

研究了以非磁性（Ni0.81Fe0.19)0.66Cr0.34薄膜作为过渡层的坡莫合金Ni0.81Fe0.19薄膜的磁电阻效应和饱和磁场，分析退火处理对样品饱和磁场的影响和经刻蚀后的磁电阻效应膜线的尺寸效应，并建立一个统计模型定性分析了其性能变化的机理，计算结果符合实验。     

NiFeNb薄膜的磁特性及磁阻效应研究

研究了射频磁控溅射膜（Ｎｉ８１Ｆｅ１９）１００－Ｎｂｘ的各向异性磁阻效应ＡＭＲ、矫顽力Ｈｃ、饱和磁化强度４ｘｍｓ和饱和磁化场Ｈ。研究其作为磁阻磁头材料和低磁场高灵敏度材料的可能性。我们发现Ｎｂ的含量对（Ｎｉ８１Ｆｅ１９）１００－ｘＮｂｘ的各向异性磁阻效应ＡＭＲ＝２％、矫顽力Ｈｃ＝１１９Ａ／ｍ和饱和磁化场Ｈｘ＝４４５Ａ／ｍ，适宜于低磁场高灵敏度检测材料。     

R型六方铁氧体化学键性质和穆斯堡尔谱位移研究

利用电介质的平均能带模型计算了Ｒ型六方铁氧体ＢａＴｉ_２Ｆｅ_４Ｏ_１１和ＢａＳｎ_２Ｆｅ_４Ｏ_１１的化学键参数,得到ＢａＴｉ_２Ｆｅ_４Ｏ_１１的２a、４ｆ、４ｅ、６ｇ各晶位平均共价性分别为０．０６２、０．３５４、 ０．３０９、 ０．３６１; ＢａＳｎ_２Ｆｅ_４Ｏ_１１的相应晶位平均共价性分别为０．０６２、 ０．３５３、 ０．１８３、０．２５５．应用化学环境因子计算了^５７Ｆｅ、^１１９Ｓｎ在Ｒ结构中的穆斯堡尔同质异能位移。确定了^５７Ｆｅ,^１１９Ｓｎ的价态和占位情况．     

高Mn含量对NiZnCu铁氧体性能的影响

研究了在（Ｎｉ_０.2Ｃｕ_{0 .2}Ｚｎ_{0 .６}）_１．０３（Ｆｅ₂Ｏ_３)_{0 ．９７}＋０．９７ｘＭnO₂(ｘ=０．１～０．５)中,随Ｍｎ含量的变化,磁性能的改变及与微观结构的关系．适量的Ｍｎ掺杂可以提高室温下铁氧体的起始磁导率,而Ｍｎ含量继续增加会促使第二相形成,使磁导率温度系数变大,出现类似铁电体的弛豫现象．     

流态化CVD包硅的Fe3O4的氧化行为

采用流态化ＣＶＤ包硅技术制得了表面均匀包覆ＳｉＯ₂的Ｆｅ_３Ｏ_４磁粉．对该包硅Ｆｅ_３Ｏ_４磁粉的氧化机理和动力学进行了研究．结果表明,氧化反应机理符合三维球对称扩散模型,氧化反应活化能随包硅量的增加而增加,流态化ＣＶＤ包硅能提高Ｆｅ_３Ｏ_４磁粉的抗氧化作用在于粒子表面形成了均匀的ＳｉO₂保护层．     

微乳液法制备超细Ni-Fe复合物微粒

应用Ｗ／Ｏ型微乳液法制备了纳米量级超细铁－镍复合物微粒．Ｘ射线和透射、扫描电镜测试表明：它属于表面活性剂包裹型超细微粒．粒径＜３０ｎｍ,密度２．８９ｇ／ｃｍ^３的Ｎｉ－Ｆｅ微粒,比饱和磁化强度σ_ｓ＝１３～１６Ａｍ２／ｋｇ,娇顽力 Ｈ_ｃ＝８７～１２３ Ｏｅ,剩磁 Ｂ_ｒ＝２．２５～３．００Ａｍ２／ｋｇ,矫顽力较大,剩磁也较大,说明该超细复合微粒具有硬磁体的性质．Ｘ射线能谱分析表明,有部分Ｎｉ－Ｆｅ合金相形成．     

淀积磁场对NiO／Ni81Fe19双层膜特性的影响

用射频磁控溅射法在外磁场中淀积 Ｎｉ Ｏ／ Ｎｉ８１ Ｆｅ１９ 双层膜, 利用淀积磁场（ Ｈｄｅ） 诱导易轴并确定交换耦合场方向． 研究了淀积磁场对 Ｎｉ Ｏ／ Ｎｉ Ｆｅ 双层膜特性的影响, 结果表明, 淀积磁场改善了双层膜的磁滞回线的矩形度, 减小矫顽力, 增强交换耦合作用． 反铁磁性层 Ｎｉ Ｏ 和铁磁性层 Ｎｉ Ｆｅ 的厚度对矫顽力和交换耦合作用有很大的影响． 在５６ｋ Ａ／ｍ 的磁场中制备的 Ｎｉ Ｏ （５０ｎｍ） ／ Ｎｉ Ｆｅ （２５ｎｍ） 双层膜的易轴矫顽力 Ｈ Ｃ为１ ． ９ｋ Ａ／ｍ , 交换耦合场 Ｈ Ｅ Ｘ为２ ． ６ｋ Ａ／ｍ , 临界温度 Ｔｃ 为１５０ ℃, 截止温度 Ｔ Ｂ为２３０ ℃     

激光致溅射沉积Ge2Sb2Te5薄膜的结晶行为研究

利用ＸＲＤ研究了激光致溅射沉积Ｇｅ_２Ｓｂ_２Ｔｅ_５薄膜的结晶行为;研究发现,与热致相变不同的是,激光致相变只发生从非晶态到ＦＣＣ晶态结构的转变,从ＦＣＣ到ＨＣＰ的结构转变不再发生,这有利于提高相变光盘的信噪比．Ｇｅ_２Ｓｂ_２Ｔｅ_５薄膜的结晶程度受初始化功率和转速的影响．     

LiNiO2热分解反应动力学研究

用ＤＴＡ和ＸＲＤ研究了ＬｉＮｉＯ_２在空气中的热分解过程为：ＬｉＮｉＯ_２（ｓ）→(６５０～７２０℃)Ｌｉ_２Ｎｉ_８Ｏ_{１０（ｓ）}＋４Ｌｉ_２Ｏ_（ｓ）＋Ｏ_２（ｇ）→(８５０～９５０℃)Ｌｉ_２Ｏ_（ｓ）＋８ＮｉＯ_（ｓ）＋１／２Ｏ_２（ｇ） →(１０００～１１５０℃)ＮｉＯ（ｓ）＋Ｌｉ_２Ｏ_（ｇ）用 Ｄｏｙｌｅ－Ｏｚａｗａ法和 Ｋｉｓｓｉｎｇｅｒ法计算了各反应阶段的表观活化能分别为 ７４７．１８±１．０ ｋＪ·ｍｏｌ^－１、９３２．４６±１．０ ｋＪ·ｍｏｌ^－１和 １１２６．９７±１．０ ｋＪ·ｍｏｌ^－１．用 Ｋｉｓｓｉｎｇｅｒ法确定了反应级数和频率因子,确定了三个阶段的动力学方程分别为 ｄα／ｄt＝１．７３６ｘ１０３９ｅ^{－９００００／Ｔ}（１－α）^{１．０５７}; ｄα／ｄｔ＝１８０６×１０^３９ｅ^{－１１１５００／Ｔ}（１－α）^{０．８４４};ｄα／ｄｔ＝４．２６２×１０４２ｅ^{－１３５０００／Ｔ}（１－α）^{１．２７５}     

镍源对自蔓延高温合成Ni0.35Zn0.65Fe2O4的影响

在空气中（无磁场）和1.3T外磁场下, 采用Fe、Fe₂O₃、ZnO、NaClO₄分别与Ni粉、NiO和NiCO₃进行了自蔓延高温合成Ni_0.35Zn_0.65Fe₂O₄的实验研究, 用红外测温仪测试坯料的燃烧温度, 应用XRD、SEM和VSM分别观察镍源变化对燃烧产物和烧结后样品性能的影响. 结果表明：采用氧化亚镍和镍粉得到的镍锌铁氧体样品无杂相存在, 磁性能较好, 有较低的矫顽力和较大的比饱和磁化强度; 采用碳酸镍自蔓延高温合成的镍锌铁氧体含有杂相, 磁性能也相应较差. 在外磁场下自蔓延高温合成镍锌铁氧体的比饱和磁化强度得到了一定的提高. 镍粉可以取代氧化亚镍作为自蔓延高温合成镍锌铁氧体的镍源.     

尖晶石型铁氧体纤维的制备及磁性能

以柠檬酸和金属盐为原料, 采用有机凝胶-热分解法制备了MeFe₂O₄(Me=Zn, Ni_0.5Zn_0.5, Ni_0.4Zn_0.4Cu_0.2)铁氧体纤维.通过FT-IR、XRD、TG-DSC、SEM和VSM等测试技术对纤维前驱体凝胶的结构、热分解过程及热处理产物的物相、形貌以及纤维的磁性能等进行了表征.结果表明, 在凝胶形成过程中, 金属离子单齿或双齿螯合配位于柠檬酸根阴离子, 形成线型分子结构, 使凝胶有较好的可纺性. 所制得的纤维具有较大的长径比, 纤维直径在0.5～20.0μm之间.这些纤维在室温下都具有软磁特性, 化学组成、晶粒大小及形貌对纤维的磁性能有着显著影响.ZnFe₂O₄、Ni_0.5Zn_0.5Fe₂O₄和Ni_0.4Zn_0.4Cu_0.2Fe₂O₄纤维的饱和磁化强度分别为2.6、12.7和40.0A·m²·kg^-1, 相应的矫顽力分别为4.77、5.82和4.04kA·m^-1.     

Tb1-xDyxFe2-y-BaTi0.99Cr0.01O3-δ多层复合结构中的磁电效应

采用溶胶凝胶法制备了Cr掺杂BaTiO₃陶瓷片.X射线衍射显示Cr掺杂BaTiO₃依然为四方相钙钛矿结构.差热分析显示,Cr掺杂BaTiO₃的居里温度及相变潜热均比纯净BaTiO₃ 的同类参量略低.将所得BaTi_0.99Cr_0.01O_3-δ陶瓷片与Tb_1-xDy_xFe_2-y粘结成磁电双层及三层复合结构材料.研究了双层Tb_1-xDy_xFe_2-y-BaTi_0.99Cr_0.01O_3-δ和三层Tb_1-xDy_xFe_2-y-BaTi_0.99Cr_0.01O_3-δ-Tb_1-xDy_xFe_2-y复合材料的磁电效应.在28 kA/m 的磁场下,两者的横向ME电压系数均达其峰值,为732.5和2753mV/A.该两数值分别是采用BaTiO₃制备的同类双层及三层复合结构的同类数值的1.54及1.56倍.由于掺杂钛酸钡不含铅、锆等有害物质,因此采用掺杂BaTiO₃替代锆钛酸铅做为“绿色”压电材料制备磁电效应器件具有研究和应用价值.     

交换耦合双层膜NiO/Ni81Fe19的基片温度效应研究

用射频磁控溅射方法在不同基片温度下玻璃基片上分别制备NiO单层膜、NiFe单层膜和NiO／NiFe双层膜,研究了不同基片温度对膜的磁性能的影响．用振动样品磁强计（VSM）分析了膜的磁特性,结果表明：基片温度260℃时淀积的NiFe膜矫顽力Hc为184A·m^－1,小于室温淀积NiFe膜的H_c（584A·m^－1）,且磁滞回线的矩形度更好．室温下淀积NiO（50nm）／NiFe（15nm）双层膜的Hc为4000A·m^－1,交换耦会场（H_EX）仅为1600A·m^－1,磁滞回线的短形度很差,而260℃时淀积的双层膜的Hc下降到3120A·m^－1,H_EX却增大为4640A·m^－1,同时磁滞回线的矩形度也得到改善,其截止温度T_B高达230℃．X射线衍射（XRD）分析了膜的织构,结果表明：室温下淀积NiO膜呈现（220）织构,而260℃时淀积NiO膜呈现（111）织构;室温和260℃淀积的NiFe膜都呈（111）织构,但后者晶粒比前者大．     

SnO2-Sb2O3基压敏陶瓷致密化及脉冲电流耐受特性

实验研究了TiO₂、Co₃O₄、Cr₂O₃、Ni₂O₃和MnO掺杂对SnO₂-Sb₂O₃基压敏陶瓷材料微观结构和电性能的影响. 研究结果表明, TiO₂和Co₃O₄促进SnO₂陶瓷烧结致密化, 根据XRD图谱分析结果, Co₃O₄与SnO₂反应形成了Co₂SnO₄晶相, TiO₂则固溶于SnO₂晶相;Sb元素的引入能够促进SnO₂晶粒的半导化;复合添加Cr₂O₃、Ni₂O₃和MnO可以有效提高材料的电压非线性特性和脉冲电流冲击耐受能力. 获得电性能接近实用化的SnO₂压敏陶瓷样品, 其压敏电压V_1mA约为350V/mm, 非线性系数α达到50, 漏电流小于5μA, 并且在8/20μs脉冲电流冲击试验中,直径14mm的样品能够经受2kA的脉冲峰值电流.     

多层片式电感器用NiCuZn铁氧体的低温烧结

本文利用Bi₂O₃作为烧结促进剂实现了NiCuZn铁氧体在900℃以下烧结．利用TG、DTA、DDTA等分析手段研究Bi₂O₃的低温烧结机理,并确定最佳烧结温度范围在840～900℃之间．X－ray分析结果表明：加入Bi₂O₃后生成另相化合物Bi₃₆Fe₂O₅₇烧结后期少量Fe的固溶有助于稳定高温γ－Bi₂O₃相的立方结构,避免了冷却过程中的晶型转变．Bi36Fe₂O₅₇另相的存在能有效地阻止晶粒长大,从而达到改性的目的．     

Ba2ZnZCo2-ZFe12O22-SiO_2微晶玻璃陶瓷的sol-gel合成及性能研究

采用柠檬酸sol-gel工艺合成了Ba₂Zn_ZCo_2-zFe₁₂O₂₂-SiO₂微晶玻璃陶瓷;采用XRD、SEM对其相成分、显微结构进行了分析,结果表明,1200°C/5h得到的Ba₂Zn_ZCo_2-zFe₁₂O₂₂-SiO₂微晶玻璃陶瓷的平均晶粒尺寸在0.3μm左右;采用HP8753E网络分析仪测定了微晶玻璃陶瓷在100MHz～6GHz范围内的介电常数及其磁导率,其复介电常数值、磁导率实部都随测试频率的增加而减小,其磁导率虚部～f曲线上显示出明显的自然共振峰。     

ZMT3/NZC“三明治”叠层结构低温共烧研究

采用湿法拉膜成型工艺, 以收缩率大的(Zn_0.7Mg_0.3)TiO3(简称ZMT3)材料作为夹层材料, 以收缩率相对小的铁氧体材料(Ni_0.8Zn_0.12Cu_0.12)Fe_1.96O₄(简称NZC)作为两边收缩控制层, 获得“三明治”叠层结构. 以独特的零收缩差技术, 制备了界面结合紧密, 无翘曲变形、开裂等缺陷, 可于900℃烧结的“三明治”结构叠层共烧体, 其最佳介电性能为: ε_r=12, tanδ=9.84×10^-4. 这项新技术的提出, 为解决异种材料共烧时所经常产生的翘曲、变形等缺陷提供了一种新的解决思路.