均匀共沉淀法制备钛酸钡-钡铁氧体核-壳结构粒子.pdf

物理化学学报(Wuli Huaxue Xuebao) 1254 Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27 (5), 1254-1260 May [Article] 均匀共沉淀法制备钛酸钡-钡铁氧体核-壳结构粒子 刘建华* 游 盾 于 美 李松梅 (北京航空航天大学材料科学与工程学院, 北京100191) 摘要: 用均匀共沉淀法制备了钛酸钡-钡铁氧体核-壳粒子, 研究了沉淀反应温度、尿素/金属离子摩尔比值(R) 和BaTiO 浓度对核-壳粒子形貌和结构的影响, 探讨了钛酸钡-钡铁氧体核-壳粒子在焙烧时的形成过程及其磁 3 性能. 采用透射电子显微镜(TEM)、X 射线衍射(XRD)分析仪对钛酸钡-钡铁氧体前驱物核-壳粒子及钛酸钡-钡 铁氧体核-壳粒子的形貌和结构进行了表征, 采用振动样品磁强计(VSM)研究了钛酸钡-钡铁氧体核-壳粒子的 磁性能. 结果表明: 当沉淀反应温度为100 °C, R 为180, BaTiO 浓度为2.5 g ·L-1 时, 金属离子沉淀完全, 得到 3 的钛酸钡-钡铁氧体前驱物核-壳粒子包覆层均匀、完整、光滑, 厚度约为10 nm. 过高的温度和R 值都会导致大 量独立颗粒杂质的生成; 随着BaTiO 浓度的增大, 包覆层厚度有减小的趋势. 当焙烧温度为900 °C 时, 壳层中 3 开始形成BaFe O 相, 其形成过程为晶态的α-Fe O 和BaCO 首先生成中间相BaFe O , 然后由BaFe O 和 12 19 2 3 3 2 4 2 4 α-Fe O 反应得到最终的BaFe O . 当焙烧温度为1000 °C 时, 壳层完全转化为BaFe O 相. 随着焙烧温度从 2 3 12 19 12 19 2 -1 900 °C 升高到1000 °C, 所得BaTiO -BaFe O 核-壳粒子的饱和磁化强度从16.5 A ·m ·kg 增加到39.5 A ·