Nb_Sm_Ni元素掺杂对M型钡铁氧体结构和磁性能影响研究.pdfVIP

摘要

M型钡铁氧体具有磁化强度高、矫顽力高、居里温度高、化学稳定性好等优点，因

此被广泛应用于磁记录介质、永磁电机、高温磁性传感器、吸波材料涂层等领域。本文

采用固相烧结法制备了多种元素掺杂的纯相M型钡铁氧体，并探讨提升其综合磁性能的

途径。通过TG/DSC、XRD、FT-IR、SEM-EDS及VSM等检测分析手段，研究了M型

钡铁氧体的最佳合成工艺，以及Nb、Sm、Ni元素掺杂对其物相、形貌和磁性能的影响

机理。

试验结果表明，M型钡铁氧体磁性参数达到最佳的烧结条件为：温度1250℃、保

温2h。此条件下，其饱和磁化强度（M）、剩磁（M）以及矫顽力（H）分别为

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72.873emu/g、36.113emu/g和3096.22Oe。在最佳烧结工艺下分别进行Nb、Sm的单元素

掺杂试验，结果表明，Nb元素掺杂下均形成了单相铁氧体，在Nb掺杂量为0.08时饱和

磁化强度达到最大值92.335emu/g，相较于未掺杂Nb的M型钡铁氧体，其饱和磁化强

度Ms明显提升（提升46.05%）。Sm元素掺杂在掺杂量小于0.08时均生成了单相铁氧

体，且在掺杂量为0.06时综合磁性能达到最佳，实现了综合磁性能的改善。

基于单一元素掺杂的基础上，进行了Nb-Sm、Nb-Sm-Ni元素共掺制备钡铁氧体的

试验。结果表明：固定最佳Nb掺杂量为0.08，再掺杂Sm元素，随着Sm掺杂量的增

加，钡铁氧体中出现第二相，且综合磁性能恶化。因此改变配比进行试验，发现在x=

0.04（Sm），y=0.08（Nb）时，所制备的BaSmFeNbO铁氧体的饱和磁化

0.960.0411.920.0819

强度有所降低，而矫顽力提高了385.75Oe；随着Nb-Sm掺杂量的增加，FeO第二相增

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加，磁性能恶化；在此配比基础上，再掺杂Ni元素，制备了Ba0.96Sm0.04Fe11.92-

NbNiO钡铁氧体，发现Ni元素的加入，缓解了晶格畸变的问题，使Nb、Sm元素

x0.08x19

更容易进入晶格，最终制备出饱和磁化强度较高的纯相钡铁氧体。

本研究成功通过元素掺杂，提升了钡铁氧体的综合磁性能，同时也阐明了Nb、Sm、

Ni元素协同作用对钡铁氧体结构、磁性能的影响机理，为白云鄂博超级铁精矿生产钡铁

氧体的工艺提供了理论依据。

关键词：M型钡铁氧体；固相烧结；元素掺杂；饱和磁化强度；矫顽力

Abstract

M-typebariumferritehastheadvantagesofhighmagnetization,highcoercivity,highCurie

temperatureandgoodchemicalstability,soitiswidelyusedinmagneticrecordingmedia,

permanentmagnetmotors,hightemperaturemagneticsensors,waveabsorbingmaterialscoating

andotherfields.Inthisthesis,thepurephaseM-typebariumferritedopedwithvariouselements

waspreparedbysolid-phasesinteringmethod,andthewaytoimproveitscomprehensive

magneticpropertieswasdiscussed.Theopti