溶胶凝胶法Y3Fe5O12石榴石晶粒尺寸和显微结构.pdf

溶胶凝胶法Y3Fe5012石榴石晶粒尺寸和显微结构 冯涛、韩志全、廖杨 西南应用磁学研究所，四川绵阳，621000 ．、‘P—L 一丽舌： 石榴石具有优异的共振特性，即非常低的铁磁共振线宽和介屯损耗。以及磁晶各向异性很小等 特点。而且通过各种离子的置换能较独立的改变Ms、△H、△IIIc等参量。由于这些特点，石榴石材料 在许多微波技术中有广泛应用． 化学制粉的优点在于可提供粒径小于50纳米的均匀球形粉料，这比氧化物法即固相反应法所能 p 提供的粉粒粒度(O．5m)要细多了，因此有利于提高材料的烧结密度，固相反应容易完全，材料 均匀性更好，烧结温度也有所下降。通过对烧结样品晶粒尺寸和显微结构的观察更好的了解了显微 结构和样品性能的关系。本文对用溶胶凝胶法制备的Y：tFe,0，：铁氧体晶粒尺寸和显微结构与微波特性 进行了研究。 二实验方法： 合水溶液中加适量柠檬酸水溶液及乙二醇搅拌、加热制作溶胶和凝胶。经烘干和热处理由干胶制备 成分子式为：Y：,FesO。：的石榴石超细粉。在粉料中加入适量胶合剂(聚乙烯醇水溶液)造粒、成型、 压成园环和圆片状样品，然后烧结、进行参数测试。用排水法测试样品密度，卡尺测试样品外径， 用扫描电镜(SEM)对样品的断面进行分析。 三结果及讨论： (a)1240 孔率。图2给出该材料烧结样品的晶粒尺寸和密度(a)以及收缩率和气孔率(b)与烧结温度的关系。 由图2可以看出随着烧结温度的升高，晶粒尺寸逐渐增大，密度和收缩率在1240℃至128012基 本无变化：从128012开始密度下降、气孔率增大，1300℃样品的气孔率明显变大，有明显的过烧现 象。图l的显微结构也表明过烧的1300℃样品的气孔率明显高于1240℃样品，1350℃样品的气孔率 更加增大。 图3给出铁磁共振线宽△H和自旋波线宽△HIc随烧结温度Ts的变化，表明△H在烧结温度 Ts1260℃时随着烧结温度的升高呈上升趋势，△HI‘随着烧结温度Ts的升高而下降。 240℃ (a)1 101 (c)1300℃ (d)1350C j 6．0 V a 5．0逗 ； 。 4．0 粤 七， 《 3．0勺 毒 袋 瑶 2．0髅 $ 一 露 I．0俺 夸 0．O f幻 fbl 图2．Sol-Gel法钇铁石榴石“IG)材料Y5的晶粒尺寸和密度(a)以及收缩率和气孔率(b)随烧结温度的变化 以上实验结果说明当Ts1260C时随着烧结温度的提高样品出现过烧现象，从而导致多孔结构， 影响材料性能。因为多晶材料的线宽主要来源有各向异性致宽△Ha和气孔致宽△Hp。气孔致宽△Hp 可表示为： △11p≈I．5(4弧Ms)∥¨ 其中P是气孔率，由于在Ts)1260℃时，P随Ts增加 而增加，所以△H随Ts增加而上升。自旋波线宽△ flK随着烧结温度的升高而下降，主要与图2(a)中晶 HIc—a