文 |许晨渊的书房
编辑 | 许晨渊的书房
尖晶石铁氧体通常用于各种磁性设备，包括能源设备、电子和电气设备以及高密度音频和视频记录介质中的磁头。电、磁和催化能力只是铁氧体所具有的众多典型特性中的几个。由于电阻率和矫顽磁性，它们具有低DC；铁氧体在磁存储、高频电子、和其他设备中具有重要的应用。
镁阳离子(毫克2+)在镁锌铁氧化物反尖晶石结构中经常优选八面体(B)位置.然而，铁离子(Fe3+)对四面体(A)位置有强烈的偏好。另一方面，镁铁氧体(MF)和MFs基材料特别局限于预期的微波设备应用，如循环系统、天线、电极和磁热疗应用，这是由于它们的居里温度(Tc)、适中的电导率值、高的饱和磁化强度(Ms)、几乎没有损耗的其他磁场特征。
铁氧体可以用许多不同的方法制造，包括微波水热法，闪燃，共沉淀、溶胶-凝胶和柠檬酸盐凝胶技。比较所有这些合成技术，柠檬酸盐凝胶自动燃烧法因其使用低操作温度、快速反应时间、均质材料混合物、小(纳米)尺寸颗粒等而成为最有吸引力的方法。因为稀土离子的离子半径比铁大3+，它们取代铁3+并减少尖晶石晶格的溶解度，已经观察到，稀土离子是增强铁氧体磁性能的可行添加剂。
拉哈曼及其同事研究了镁锌铁氧体样品。使用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射(XRD)和介电评估试剂盒(DAK)研究了以Mg-Zn铁氧体为基础的拟议柔性复合材料的表面外观、结晶成分和微波特性。
研究了共取代Mg-Zn尖晶石纳米晶铁氧体的结构和光催化剂研究。观察到通过使用甘氨酸作为燃料的燃烧方法合成了结构、光学和磁性性质。还研究了钇(Y)取代的镁锌铁氧体的结构、电学、介电和磁学特性。这是一种新的成分研究，目前正在研究Er取代的Mg-Zn纳米铁，获得动态结果需要解释。
研究了所制备的掺铒镁锌纳米铁氧体的电学、磁学、结构、热学和光谱性质，以及直流电导率。作者对当前材料的上述品质感兴趣。
选择下列原料用于Er取代的Mg-Zn铁氧体纳米颗粒的合成:硝酸镁[Mg (NO3)26小时2O]，硝酸锌[Zn (NO3)26小时2O，硝酸铒[Er (NO3)36小时2O，硝酸铁[Fe (NO3)39H2O]和柠檬酸(C6H8O7)H2o。
选择上述成分来制造铒取代的镁铁氧体纳米颗粒。这些根据计算的金属硝酸盐化学计量比称重。此外，蒸馏水被用来溶解这些化学物质。为了实现柠檬酸盐凝胶自动燃烧技术，柠檬酸存在于硝酸盐化合物中，然后根据摩尔比结合。加热板在磁力搅拌器上；搅拌持续了大约一个小时。
pH通过逐渐引入氨溶液将液位保持在7。这导致了干凝胶的产生。该碎片经过进一步的自动燃烧，产生铁氧体粉末颗粒。此外，粉末样品被研磨并利用各种表征方法进一步描述。对于结构分析，分别使用X射线衍射、用于扫描和测量的两个探针、LCR测量和电子透射显微镜。Tristar 3000 BET表面分析仪(Micromeritics)和热重/差热分析仪，以了解BET和TG/DTA特性。
掺铒镁锌纳米铁氧体XRD图谱的x射线衍射分析。在这项研究中，全prof晶体学工具用于检查Rietveld细化的XRD数据。显示了Rietveld细化模式。据认为，界限分明的单相立方尖晶石结构的概念已经被所生产的样品的衍射图证实，并且没有产生次级峰。
产生的Er取代的Mg-Zn纳米晶体样品的XRD研究产生了对晶格常数的估计(a)，平均微晶尺寸(D)，X射线密度(高级的（deluxe的简写）)。
它们证明了颗粒的均一性、均匀性和适度团聚。成分的形式与化合物的形式紧密匹配。他们认为，这些物质包括球形颗粒形式和纳米级的受限尺寸分布。可以看出，两种化合物中的颗粒明显不同。在颗粒表面没有任何粒内穿孔。颗粒形状会对物理方面产生影响。照片中可以看到颗粒不规则的形状和方向。
根据能量色散光谱用于元素分析，研究中x = 0.0、0.005、0.01和0.015的纳米铁氧体的EDS图。仅包含Mg、Zn、Er、Fe和O的EDS图中存在的唯一元素是Mg、Zn、Er和Fe。制作的铁氧体样品完美无瑕，不含任何杂质。
数字5描绘了样品Mg的FTIR光谱0.8锌0.2嗯x（英国）继续教育2-xO4(x = 0.0，0.005，0.01，0.015，0.02，0.025)在0-4500厘米处−1频率范围。它包括两个频带(ט11和ט22)，最高频率记录在550-500厘米−1四面体组和450–400cm−1八面体基团。尖晶石铁氧体的有效合成通过在600至350 cm附近发现的金属和氧的振动模式来验证−1红外光谱表明。四面体(Fe–O)FeO4拉伸振动模式对应于在500和600 cm之间具有更高波数的吸收区−1以及在450和400 cm之间的减少的波数带−1，随着Er浓度的增加3+在Mg-Zn铁氧体中，观察到峰位置的变化。
Fe的跨度3+四面体和O2−邦德变了。四面体的频率频带改变时Er3+存在离子。这种转变是由A位的扩张、阳离子的迁移和键长的变化引起的。这也验证了Er3+离子存在于A，四面体A振动位点的频率通常由宽带表示，而八面体B振动位点的频率通常由窄带表示。
FTIR光谱分析通常提供关于涉及位点A和b的阳离子衰减差异的信息3+阳离子可能会取代硼铁3+而不是A位阳离子。
将Er元素添加到镁铁氧体系统中，这导致形成良好团聚的纳米颗粒。发现典型的微晶尺寸范围为12至19纳米。这清楚地证明了晶粒尺寸和颗粒尺寸的广泛变化。
数据样品中的纳米范围的颗粒尺寸由TEM显微照片证明，表明它们的纳米晶体结构。在TEM和SAED (x = 0.005和0.025)显微照片中也可以看到少量细长的颗粒，其中大多数纳米颗粒显示为具有极小厚度的球形。
对于er的较低替代品3+离子，在TEM图像中粒子看起来彼此有效地分离，但是当er3+离子上升，粒子形成聚集形态，并开始相互作用。这一结果表明，这些最初堆叠的纳米粒子之间的磁引力是显著的。根据TEM显微照片，通常的粒径范围为12至19纳米。
纳米孔的比表面积、宏观外观和类型都是影响纳米材料表面特性的重要因素。“布鲁纳-埃米特-特勒”方法，缩写为BET，对这一目的极为有利。
使用该物理吸附计算表面参数BET表面积。锌镁铁氧体的BET表面积随着Er的增加而增加3+离子掺杂水平从23.860米2/gm至29.845 m2/gm。所发现的表面积有序与先前BET实验中报道的值非常一致。
数字7描绘了BET表面积随Er增加的组成依赖性变化3+兴奋剂等级。BET表面积的增加趋势与通过XRD数据估计的平均微晶尺寸的减少一致，因为众所周知微晶尺寸越小，表面积越大。
热重分析是一种测量材料质量的技术，它是温度或时间的函数，同时在受控环境中对样品进行受控温度程序。DTA测量样品的温度，并与参考材料进行比较，因此，热重分析(TG)评估样品中的重量变化，而差热分析(DTA)分析样品和参比物之间的温度变化，作为温度或时间的函数。
从燃烧粉末到最终阶段的变化发生在许多阶段。水分子从表面蒸发是150°C左右第一次失重的原因。在201°C时，发生结晶和分解。在大约604℃的温度下，第一次重量损失为20%,并伴有放热反应。这种重量损失主要是由于样品湿度和硝酸铒和硝酸铁前体中水的存在。
由于铁氧体样品中所含铒的分解，在100°C–750°C的温度范围内观察到了80%至20%的进一步适度重量损失。最后，在750°C以上没有观察到剩余前体的分解和重量损失，这表明了镁的发展0.8锌0.2嗯x（英国）继续教育2-xO4结构。XRD和FTIR测量表明生成了Mg0.8锌0.2嗯x（英国）继续教育2-xO4这个温度下的铁氧体。
根据相关实验，Mg-Zn铁氧体的DC电阻率范围为105-109cm3室温下，显示了1000吨与对数的关系Tσ(s/mk)Tσ(s/mk)DC电阻率图，表明铁氧体样品的电阻率随着温度的升高而降低。参考阿伦尼乌斯公式计算测量镁的温度相关DC电阻率的活化能0.8锌0.2嗯x继续教育2-xO4(x = 0.0，0.005，0.01，0.015，0.02，0.025)纳米铁。铒被取代的样品具有顺磁性(Ep)和铁磁性(Er)活化能。对于恒定浓度的Mg和Zn离子，激活能随着铒取代的增加而随机波动。
掺铒Mg-Zn铁氧体的电导率随温度而变化，从室温到大大超过居里温度。数字10演出T(c)vs。哥伦比亚特区(S/m)图为展示。用铒取代的Mg-Zn铁氧体的电导率随温度而变化，范围从环境温度到居里温度以上。图中显示的是T(c)T(c)对抗哥伦比亚特区 (S/m).DC电导率随着温度的升高而增加。
随着铒浓度的增加，DC电导率下降。对于恒温器和热传感器等应用，DC电导率随温度的指数增长表明居里温度导致电导率的微小差异。Fe之间的电子跳跃2+和铁3+是电导率的来源。
在施加磁场为H (Oe)的振动样品磁力计的帮助下，在室温下，对产生的样品的磁性进行评估。由镁制成的纳米铁氧体的“磁滞回线”(M-H)0.8锌0.2嗯x（英国）继续教育2-xO4。M-H环经常受到化学组成、合成方法、微晶尺寸、晶粒边界、烧结温度和阳离子分布的影响，桌子4包含铒取代的Mg-Zn纳米铁氧体的计算值和列表值，以及矫顽力、剩余磁化强度(σr)和饱和磁化强度(σs)以及这些值。
软磁材料广泛应用于电机和变压器的绕组中，这两种设备由于微小的M-H曲线而有规律地翻转极性。如果软磁物质在磁场结束时达到零线，那么它们已经损失了很少一部分，并且仍然占很大一部分。它们还显示出接近无限长线的高退磁斜率软磁性物质可以更频繁地转换极性，并且由于它们施加的压力更小，所以经历极小的电损耗。磁滞回线的宽度揭示了关于损耗的重要细节。就颗粒尺寸而言，这种不系统的行为导致了对磁场的成分依赖性渗透率的证明。电子在铁离子之间的跳跃关系中起作用3+和铁2+DC电导率随温度的变化。所研制的材料样品的铁磁性已被室温下的磁化研究所证实。铒取代镁和锌的铁氧体用于电场和磁场。
