磁性第二部分案例.ppt

铁氧体晶体结构分类： （1）尖晶石：AB2O4，主要有NiZn和MnZn。A：四面体位置；B：八面体位置。 （2）磁铅石：MFe12O19，M2+：二价金属离子。 主要有BaFe12O19 和SrFe12O19 （3）石榴石：R3Fe12O19，R3+：三价稀土金属离子 　一、金属离子分布的一般规律 对于尖晶石铁氧体： 分子式 MeFe2O4 分布式: (MexFe1-x)[MeFe1+x]O4 x=1： (Me)[Fe2]O4 ---正尖晶石 x=0： (Fe3+)[Me2+Fe3+]O4 ---反型尖晶石 0 x 1 : (MexFe1-x)[Me1-xFe1+x]O4 --混合型尖晶石 二、影响金属离子分布的因素 影响因素： (1)内能 (2)外能：温度、应力 影响内能的因素 离子键 离子尺寸 晶场影响 共价键的空间配位性 以上各种因素是同时起作用，金属离子到底如何分布，应考虑各种因素的综合结果　 温度对金属离子分布的影响 3.共价键空间配位性 ： 电负性相差不大的原子间共用以对或几对电子所产生。主要特征：饱和性，方向性。 尖晶石铁氧体中，氧离子提供共用电子对，3d金属离子提供接受电子的空轨道。 四面体 -----sp3杂化（ Zn2 ，Cd2+，In3+ ） Zn2+：1S22S22P63S23P63d10 八面体 -----dsp3 、dsp2杂化 ( Cu2+ ) Cu2+：1S22S22P63S23P63d10  Zn2+，Cd2+，Ga3+? sp3 四面体 ? 正尖晶石  Cu2+，Mn2+ ? dsp2 八面体 ? 反尖晶石 在四面体，八面体晶场的作用下的能级分裂： 能级分裂结果 四面体：E(e)=-3/5×△t,E(t 2)=2/5×△t 八面体： E(eg)=3/5×△o,E(t 2)=-2/5×△o △t = -4/9×△o 结论：（1）由于晶场对能级简并分裂，使3d电子能量下降（3d0 3d5 3d10除外）（2） 3d电子在八面体晶场中能量下降大于四面体晶场，因此3d离子趋向占位八面体，特别3d3 ，3d8 。 Jahn-Teller效应对3d4(Mn3+)、3d9(Cu2+)影响最大。因为3d4、3d9离子易形成dsp2杂化轨道，在八面体中与XY平面的O2-形成杂化键，平面内的4个O2-与金属离子较近，而与 Z 方向二个O2-较远，故形成长的八面体。电子占据3dz2有利于能量降低 提高电阻率的方法 使配方缺铁 加入微量Mn或Co的氧化物 “冲淡”导电机构 “中和”时快时导电机构 加入少量CuO或V2O5等助熔剂 在氧气中烧烧结或在氧气中热处理 防止少量 低价或高价杂质离子混入 三、 金属离子在A、B位上的有序排列 在AB2O4 铁氧体中，有序分布：B位：1?1；1?3；1:5 A位：1:1 1. B位1?1有序排列----Fe3O4----(Fe3+)[Fe2+Fe3+]O4 在Z轴Fe2+:Fe3+=1?1有序?由立方晶系变为正交晶系 2. B位1?3有序排列-----Li0.5 Fe2.5O4—Fe3+[Li0.5Fe3+1.5]O4 3. B位1?5有序排列-----r-Fe2O3----(Fe3+)[ ?1/3Fe5/3]O4 4. A位1?1有序排列-----(Li0.5Fe3+0.5)[Cr3+2]O4 注意：