聚吡咯-锶铁氧体的制备及电磁性能的研究

• 作 者: 陈建
• 机 构: 沈阳理工大学
• 出 处: 沈阳理工大学
• 发表日期: 2016年01期
• 关键词: 铁氧体 聚吡咯 稀土元素 电磁性能 反射损耗

采用自蔓延燃烧法合成锶镧铁氧体Sr_1-xLa_xFe₁₂O₁₉（x=0,0.05,0.1,0.15,0.2）和锶镧钴铁氧体Sr_0.95La_0.05Fe_12-yCoyO₁₉（y=0.1,0.2,0.3,0.4）;采用原位聚合法制备聚吡咯/锶镧铁氧体(PPy-Sr_0.95La_0.05Fe₁₂O₁₉)以及聚吡咯/锶镧钴铁氧体(PPy-Sr_0.95La_0.05Fe_11.8Co_0.2O₁₉)复合材料。用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶红外光谱仪（FT-IR）、振动样品磁强计（VSM）和矢量网络分析仪表征复合材料的物相、形貌及电磁性能。考察了镧离子对锶铁氧体的掺杂量和钴离子和铁离子的摩尔比对铁氧体性能的影响,以及铁氧体质量分数对复合材料性能的影响进行研究,结果表明:（1）由XRD检测结果证实,已成功制出锶镧铁氧体Sr_1-xLa_xFe₁₂O₁₉和锶镧钴铁氧体Sr_0.95La_0.05Fe_12-yCoyO₁₉、聚吡咯（PPy）及PPy-Sr_0.95La_0.05Fe₁₂O₁₉和PPySr_0.95La_0.05Fe_11.8Co_0.2O₁₉复合物,这与FT-IR检测结果相一致;同时可以看出Sr_1-xLa_xFe₁₂O₁₉（x=0,0.05,0.1,0.15,0.2）和Sr_0.95La_0.05Fe_12-yCoyO₁₉（y=0.1,0.2,0.3,0.4）的粒径分别为74.7nm、61.1nm、63.8nm、62.4nm、63.5nm、68.0nm、65.6nm、70.4nm和65.3nm。（2）从SEM图可知,Sr_0.95La_0.05Fe₁₂O₁₉铁氧体的形貌各异,大部分为球状,极少数针状或棒状,还有少量的不规则片状结构,相互之间粘连比较紧实;Sr_0.95La_0.05Fe_11.8Co_0.2O₁₉铁氧体为类似球状的小颗粒,且团聚不是很明显。PPy、PPy-Sr_0.95La_0.05Fe₁₂O₁₉和PPy-Sr_0.95La_0.05Fe_11.8Co_0.2O₁₉呈近似球形,颗粒之间相互粘结,大小比较相似,无明显缺陷。（3）VSM结果表明,Sr_0.95La_0.05Fe₁₂O₁₉的饱和磁化强度Ms、剩余磁化强度Mr和矫顽力Hc分别为57.32emu/g、33.31emu/g和6018Oe,均大于Sr Fe₁₂O₁₉的值;当过渡元素钴离子引入时,其各项磁性参数均有所下降,Sr_0.95La_0.05Fe_11.8Co_0.2O₁₉铁氧体的Ms、Mr和Hc分别为53.40emu/g、31.24 emu/g和4733 Oe;PPySr_0.95La_0.05Fe₁₂O₁₉的Ms、Mr和Hc分别为8.01emu/g、4.59emu/g和6551Oe;PPy-Sr_0.95La_0.05Fe_11.8Co_0.2O₁₉的Ms、Mr和Hc分别为14.57emu/g、7.81emu/g和6068Oe。（4）矢量网络分析仪测试结果表明:当x=0.1时,Sr_1-xLa_xFe₁₂O₁₉铁氧体的ε’值最大,镧离子掺杂量的变化对ε’’和R影响不大,x=0.05时R值在0.16d B到-0.43d B之间,在频率18GHz时为最小值-0.43d B;Sr_0.95La_0.05Fe_12-yCoyO₁₉中当y=0.4时,ε’最大,Co²⁺掺杂量的变化对ε’’的影响不大,其值均在-0.35-0.08之间,y=0.3时ε’’值最大,y=0.4时R值最小,在17.90GHz出现最小值为-0.2453d B;对于PPySr_0.95La_0.05Fe₁₂O₁₉,铁氧体在复合物中质量分数为20%时,复合物在18.23GHz处出现反射损耗最小值为-7.2d B;对于PPy-Sr_0.95La_0.05Fe_11.8Co_0.2O₁₉,其ε’值在铁氧体质量分数为10%时达到最大,ε’’和R值铁氧体含量为20%时达到最大,在频率为18.24GHz时出现R最小值为-4.95d B。