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热处理温度对锌铁氧体纳米结构及磁化性能的影响/张永刚等·57·

热处理温度对锌铁氧体纳米结构及磁化性能的影响*

张永刚1,徐波1,王树林2,唐宏志

(1上海理工大学能源与动力工程学院，上海200093;2上海理工大学材料科学与工程学院，上海200093)

摘要采用化学共沉淀法制备尖晶石型ZnFe?O?纳米颗粒，将所得产物在450～900℃焙烧4h,使用FT-IR、XRD、TG-DTG、HRTEM及VSM研究烧结温度对化学成分、微结构及磁化性能的影响。研究结果表明：随着烧结温度升高，ZnFe?O?纳米颗粒尺寸从14nm增大到了50nm,而磁化强度从3.374emu/g降低到了2.168emu/g。

关键词纳米锌铁氧体热处理微结构磁性能中图分类号：061;TQ58文献标识码：A

EffectofHeatTreatmentTemperatureonMicrostructureandMagneticPropertiesofNanocrystallineZincFerrite

ZHANGYonggang1,XUBo1,WANGShulin2,TANGHongzhi1

(1CollegeofEnergyandPowerEngineering,UniversityofShanghaiforScienceandTechnology,Shanghai200093;

2CollegeofMaterialsScienceandEngineering,UniversityofShanghaiforScienceandTechnology,Shanghai200093)

AbstractThespinelstructuredzincferrite(ZnFe?O?)nanoparticlesweresynthesizedusingco-precipitationroute.Thenthenanoparticlesweresinteredatvarioustemperaturesfrom450℃to900℃for4h.TheeffectsofheattreatmenttemperatureoncrystallinephaseformationmicrostructureandmagneticpropertiesZnferritewereinvestiga-tedbyFT-IR,XRD,TG-DTG,HRTEMandVSM.Theresultsshowthatwiththeincreaseofthesinteredtempera-turetheaverageparticlessizeincreasingfrom14nmto50nmandtheMdecreasefrom3.374emu/gto2.168emu/g.

Keywordszincferritenanoparticles,heattreatment,microstructure,magneticproperty

近年来，铁氧体纳米材料因其特殊的光、电、磁性能而受到广泛的重视和研究，特别是尖晶石型过渡金属铁氧体的研究更为全面。尖晶石铁氧体的通用分子式为MFe?O?(M=

Zn,Mg,Ni,Co,Mn等),其中Fe3+占据了八面体间隙(B)位，而M2+占据了四面体间隙(A)位，为面心立方结构[1。锌铁氧体作为一种重要的功能材料广泛应用于磁性材料2、气体传感器[3]、催化剂4]、半导体光催化剂5]及气体吸收剂6]等。

目前制备锌铁氧体的方法主要包括：共沉淀法[7,8]、微乳法[3]、溶胶法[9·10]、水热合成法[1、热等离子体合成法[12]、高能球磨法[13]等。其中，共沉淀法具有操作简单、节能环保等特点，是目前应用较为广泛的一种制备铁氧体的方法。

本实验采用共沉淀法制备了ZnFe?O?纳米颗粒，系统地研究了焙烧温度对锌铁氧体物相组成、微结构及磁化性能的影响，为制备结晶性能好、纯度高、磁性能优良的铁氧体纳米材料提供了一定的参考依据。

1实验

1.1ZnFe?O?纳米颗粒合成

以分析纯氯化高铁(FeCl?·6H?O)和硫酸锌(ZnSO?·

7H?O)为原料，氢氧化钠(NaOH)为沉淀剂制备锌铁氧体