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《錳(鈷)基鈣鈦礦復(fù)合氧化物的制備及磁性研究》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、錳(鈷)基鈣鈦礦復(fù)合氧化物的制備及磁性研究手葡斐近年來AB03鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的稀土錳(鈷)氧化物材料Lal囑SrxB03(B=Mn,Co)由于其豐富的物理性質(zhì)引起了人們的廣泛關(guān)注。鈣鈦礦材料在室溫下具有大的磁熵變效應(yīng),且居里溫度在很寬的范圍內(nèi)可調(diào),化學(xué)穩(wěn)定性好,是室溫磁致冷工質(zhì)的優(yōu)越候選材料。對于鈣鈦礦來說,樣品的磁熵變的大小與居里溫度轉(zhuǎn)變時(shí)磁性的變化范圍有關(guān),也就是說和鐵磁性及順磁性之間的磁性差有關(guān)。樣品的鐵磁性的比飽和磁化強(qiáng)度越大,磁熵變就越大,磁制冷的效果就越好。因此,本文根據(jù)比飽和磁化強(qiáng)度的大小確定了用溶膠凝膠法合成‰.7Sro.3Mn03的水
2、浴溫度、檸檬酸加入比例、pH值、煅燒溫度及煅燒時(shí)間等最佳的工藝條件,并在此基礎(chǔ)上制備了B位摻雜的Lao.sSro_sMnl幔Rx03(R=Cr,Co,Ni)和不同價(jià)態(tài)的A位摻雜離子的Lao.7Sro.3.xR、Mn03(R_K,Na,Ba,Ca)及L勘.7.xRxSro.3Mn03(R=Nd,Y)等樣品。研究發(fā)現(xiàn),摻雜離子的大小,濃度,價(jià)態(tài),性質(zhì)及離子之間的相互作用均對樣品的結(jié)構(gòu),形貌及磁性能有很大的影響??梢钥偨Y(jié)為Mn基鈣鈦礦材料的磁學(xué)特性可以用Mn.O.Mn之間的雙交換作用及自旋.晶格耦合作用來解釋。同時(shí),可以通過Mn4+與Mn3+離子數(shù)目的比
3、例,A位平均離子半徑和失配效應(yīng)因子等因素對雙交換作用的變化進(jìn)行合理的解釋。本文通過溶膠.凝膠前驅(qū)體+熔鹽法制備出Co基鈣鈦礦Lal.。SrxC003,Lao.7Sro.3COl_xNix03及Lao.7-xR。Sro.3C003(R=Y,Nd,Gd)等系列樣品,發(fā)現(xiàn)Co基鈣鈦礦材料的磁、電特性可以通過摻雜來調(diào)控C04+/C03+的比例,繼而改變雙交換作用來解釋。在研究‰.7.xR;Sro.3C003(R_-Y,Nd,Gd)系列樣品時(shí),出現(xiàn)了低溫下的磁化強(qiáng)度隨著溫度的升高逐漸增大的現(xiàn)象。很少有這種反常的現(xiàn)象的報(bào)道,我們認(rèn)為可以用摻雜而使得低溫下材料中
4、可能存在自旋的非共線結(jié)構(gòu)來解釋。本文采用預(yù)制基底法,固相前驅(qū)體+熔鹽法,溶膠.凝膠前驅(qū)體+熔鹽法三種操作方法制備了納米顆粒及棒狀結(jié)構(gòu)的鈣鈦礦復(fù)合氧化物L(fēng)ao.7Sro.3Mn03,哈爾濱T程大學(xué)博十學(xué)位論文并對其磁性進(jìn)行了初步的研究。研究發(fā)現(xiàn)棒狀結(jié)構(gòu)樣品的居里溫度要比顆粒狀的居里溫度低許多。這種結(jié)果可以解釋為晶體的尺寸效應(yīng)。當(dāng)晶粒的表面層(或晶界)原子由于對稱性破缺及價(jià)鍵斷裂使晶格發(fā)生明顯畸變事,使表層原子結(jié)構(gòu)非晶化。而雙交換作用與晶體結(jié)構(gòu)關(guān)系敏感,結(jié)果使表面原子交換作用發(fā)生混亂,或出現(xiàn)反鐵磁有序,再加上表面混亂的各向異性,使表面原子磁矩出現(xiàn)無序排
5、列。晶體由顆粒變成棒狀后表面層面積增加,導(dǎo)致了無序排列的增加,宏觀上就表現(xiàn)為居里溫度的迅速降低。本文得到了一些創(chuàng)新性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,對鈣鈦礦錳(鈷)基復(fù)合氧化物的結(jié)構(gòu)和磁性及其相互關(guān)系進(jìn)行深入的研究,對其中的一些規(guī)律性的結(jié)論進(jìn)行了分析,為將來繼續(xù)進(jìn)行這類錳(鈷)基復(fù)合氧化物的電磁學(xué)性質(zhì)及磁熱效應(yīng)深入研究提供了有意義的參考。關(guān)鍵詞:鈣鈦礦;磁致冷;磁卡效應(yīng);磁熵變;居里溫度錳(鈷)基鈣鈦礦復(fù)合氧化物的制備及磁性研究AbstractInrecentyears,Lal.xSrxB03(B=Mn,Co)perovskiteswithAB03structureh
6、aveattractedconsiderableattentionduetotheirrichphysicalproperties.Forshowinglargemagneticentropy,alterableCurietemperaturenearroomtemperatureandhighlychemistrystabilization,theperovskitewithAB03stucturebecameakindofexcellentcandidatematerial.Formagnetocaloricmaterials,thelarge
7、rsaturatedmagnetizationintheferromagneticrangethelargermagneticentropy.Thisworkstudiedtheoptimizationconditionofthesol—gelmethodintheprocessofpreparingLa0.7St0.3Mn03basedonthevalueofsaturatedmagnetization,includingthebathtemperature,theconcentrationof,citricacid,PHvalue,sinter
8、temperatureandtime.TheA·dopedandB-dopedsampleshavebeenprepare