锰元素对M型永磁铁氧体结构和性能的影响

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永磁铁氧体又称为硬磁铁氧体,它只需要外部提供一次充磁能量,就能产生稳定的磁场,不再需要继续消耗电能,就可以源源不断的向外部提供磁能,是节约能源的重要材料。由于它广泛的应用领域和良好的应用前景,促使M型永磁铁氧体性能也需要更进一步的提升。提高M型永磁铁氧体性能的最有效直接的方法就是离子掺杂,本文通过离子掺杂来提高铁氧体性能的同时还考虑到原材料的选取来降低生产成本。目前,我国生产永磁铁氧体的最主要的原料是铁红和铁鳞。而铁红作为生产原料来说,价格相对高一些。而铁鳞是目前生产原料中价格最低的一种,但是由于其原料纯度不高,含有多种其他杂质元素尤其是锰元素会在生产中带来不利的影响,一直是困扰人们的一个大问题。所以本文将探究锰元素对各系列永磁铁氧体性能的影响,并通过其他元素的掺杂来提升M型锶铁氧体的性能,总结其规律,期望给生产中提供一种参考依据。主要研究内容如下:(1)利用固相反应法制备了 Mn元素掺杂的M型永磁铁氧体SrFe12-xMnxO19(x=0-0.28),探究了 Mn元素的含量对M型永磁铁氧体结构和性能的影响规律。通过XRD分析得出所有样品全部是纯相的铁氧体。SEM图像发现Mn元素的掺入会影响样品中颗粒大小的均匀性,而不会影响六角结构的形成。在磁性能方面,样品的饱和磁化强度一直呈现下降趋势,在掺杂量x>0.24后,饱和磁化强度急剧下降。而样品的矫顽力一直呈现上升的趋势,没有急剧变化的现象发生。(2)利用固相反应法制备并探究La-Co-Mn三种元素联合掺杂对M型锶永磁铁氧体Sr1-xLaxFe11.8-yCoyMn0.2O19(x=0-0.50;y0.0.30)结构和性能的影响,同时还探究了多种添加剂对最佳配方为Sr0.6La0.4Fe11.56Co0.24Mn0.2O19综合性能的影响。XRD的测试结果表明所有样品均为纯相。SEM测试所得的图像中发现所有样品均形成了六角片状结构,且颗粒大小分布均匀。样品的Br随着La-Co掺杂量的增加出现先增大后减小的趋势,在x=0.40,y=0.24时样品的Br达到最大值。样品的Hcb和Hcj随着La-Co掺杂量的增加先增加后减小,也是在x=0.40,y=0.24时达到最大值。在添加剂使用过程中发现随着添加剂Si02含量的增加,样品的剩余磁化强度Br一直在下降,样品的内禀矫顽力Hcj是一直在增加。使用复合添加剂CaCO3-SiO2时,保持SiO2的添加量不变,样品的剩磁Br和内禀矫顽力Hcj随着CaCO3添加量的增加呈现先增大后减小的趋势,在CaCO3添加量为0.3wt%时样品的矫顽力达到最大值,在添加量为0.35wt%时剩磁Br达到最大值。(3)最后探究La-Co-Mn-Nd联合取代对M型永磁铁氧体结构和性能的影响,使用固相反应法制备了 Sr1-xLaxFe12-2xCox(Mn0.5Nd0.5</sub>xO19(x=0-0.4)系列铁氧体。经过测试结果发现多种离子联合取代以后样品的综合性能有较为明显的提升。样品的饱和磁化强度Ms和矫顽力Hc随着掺杂量的增加先增大后减小。在x=0.2时,饱和磁化强度Ms和矫顽力Hc均达到最大值。
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