锰锌铁氧体纳米粒子的制备和磁性能研究.PDF

维普资讯 助 财 斟 2007年第2期(38)卷 锰锌铁氧体纳米粒子的制备和磁性能研究 宣益民，李 强，杨 岗 (南京理工大学 动力工程学院，江苏 南京 210094) 摘 要： 以金属 离子 的硫酸盐溶液和氨水溶液为原 了纳米铁氧体的制备技术 的发展 ，各种新方法 以及新 料 ，采用水热法制备 了粒径为 6～16nm 的锰锌铁氧体 理论都应用于铁氧体纳米材料的制备 以及性能研究。 纳米粒子。采用 XRD、TEM、TGA和 VSM 等方法对 铁氧体纳米材料的制备一般采用湿化学的方法，如共 产物以及产物的磁性能进行 了表征。结果表明，锰锌 沉淀法、水热法 、溶胶一凝胶法 、微乳液法、超临界法 铁氧体(Mn1--xZnxFeO)的居里温度随着锌 的相对含 等 ～ 。 量 z的增加而单调的降低。锰锌铁氧体的磁化 强度先 已发表的文献大多只是制备和研究某一固定组成 随着锌的相对含量 X的增加而增大 ，当锌的相对含量 锰锌铁氧体纳米材料的居里温度和磁化强度等磁性 O．6时，磁化 强度 随着锌 的相对含量 X的增加而减 能，未能研究不同组成锰锌铁氧体纳米材料的磁性能 小。测量 了锰锌铁氧体磁流体 的饱和磁化强度 ，计算 与其组成的关系[2]。而锰锌铁氧体磁性纳米材料的 了锰锌铁氧体 (Mno．4Zno．6Fe2O4)纳 米粒子的磁 矩，其 居里温度和磁化强度等磁性能与其组成密切相关，研 值为 1．O1×1O-10A ·m2。 究其变化规律后 ，对制备所需的锰锌铁氧体纳米材料 关键词 ： 水热法 ；锰锌铁氧体 ；纳米粒子 ；磁性能 具有指导意义。因此 ，采用水热法制备 了不同组成 的 中图分类号 ： 0624．1 文献标识码 ：A 锰锌铁氧体 (Mn。一ZnxFeO )磁性纳米材料 ，测量和 文章编号：1001-973l(2007)02-0198-03 分析了产物的居里温度和磁化强度等磁性能与其组成 的变化规律，测量并计算了磁性纳米粒子的磁矩 。 1 引 言 锰锌铁氧体是具有尖 晶石结构的软磁铁氧体材 料，因其具有高磁导率、低矫顽力和低功率损耗等性 2．1 实验过程 能，已广泛应用于电子工业用来制造高频变压器、感应 水热法制备Mn。一ZnzFeO 纳米粒子，其化学反 器、记录磁头和噪声滤波器等[1]。近年来，由于纳米科 应方程式为： 学的迅速发展以及铁氧体纳米材料的特异性能，促进 (1一 )Mn +xZn + 2Fe~++ 8OH一——}Mnl_Zn~Fe2O4+ 4H2O 其中，X为Zn2的摩尔百分 比，Ozl。 3 结果和讨论 根据锰锌铁氧体(Mn。一ZnzFeO)各组份的摩尔 比分别量取锰、锌、铁金属离子的硫酸盐溶液于烧杯 3．1 产物的XRD分析 中，再加入去离子水和少量有机酸 。在机械搅拌 的条 为了得到结晶完整、粒度均匀、分散性好的锰锌铁 件下，以lml／min的速度滴加 2mol／L的氨水溶液，调 氧体纳米粒子，试验研究了溶液的pH值、反应温度、 节溶液的pH值到9．5，然后放入高压反应釜中[。．7]，在 反应时间和有机酸添加剂等因素对锰锌铁氧体纳米粒 180℃下反应2h，反应完成后，通入循环水将产物冷却 子性能的影响。实验结果表明，水热反应的最佳温度 到室温，分别用去离子水和无水 乙醇洗涤 3～4次，在 为 180℃，水热反应的时间为 2h，水热反