均相锰锌铁氧体的一步法合成毕业论文

 2020-04-15 16:54:10

摘要

锰锌铁氧体粉体具有优良的磁性性能，其具有高强度的磁导率，同时磁化强度相比于其他材料来说，性能更好，同时在中高频方面具有较低的损耗，故被广泛的应用到滤波器、宽带变压器、共模扼流圈等设备中。锰锌铁氧体本身具有较高的硬度，同时其耐磨性也很好，优良的性能使其用途更为广泛，在感力元件上应用得较多，同时也被用于优质磁纪录材料中。锰锌铁氧体因其优良的性能，已被各行各业所应用，具有很好的发展前景。

目前湿法制备的方法有微乳液法、共沉淀法、溶胶-凝胶法和水热法。本课题以三氯化铁(FeCl₃)、氯化锌(ZnCl₂)、一水合硫酸锰(H₂MnO₅S)为原料，选择水热法制备锰锌铁氧体粉末。在此基础上，对反应条件进行了优化，研究了投料比、pH值、反应温度对锰锌铁氧体粉体形貌与性能的影响。经过XRD、SEM等测试方法表征，证实Mn:Zn:Fe投料比为0.5:0.5:2.0的化学计量比，pH值为11，反应温度为180℃时，制备的锰锌铁氧体粉末的效果最好。

关键词: 锰锌铁氧体纳米粉体水热法

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One -step synthesis of homogeneous MnZn-ferrite nanoparticles

Abstract

MnZn ferrite powder has been widely used in various communication systems an-d electronic ballasts, such as filters, wideband transformers, common mode choke co-ils,etc., because of its high magnetic permeability and magnetization intensity, and l-ow loss at medium and high frequency. At the same time, manganese- zinc -ferrite als-o has the characteristics of high hardness, wear resistance, this magnetic material h-as been widely used in sensing elements and high quality magnetic recording material-s. Manganese-zinc-ferrite has been used in various fields because of its excellent perf-ormance.

At present, the wet method includes microemulsion method, cop-recipitation met-hod, sol-gel method and hydrothermal method. In this study, ferrite powder of MnZ-n was prepared by hydrothermal method with ferric trichloride (FeCl₃), zinc chloride-e (ZnCl₂) and manganese sulfate monohydrate (H₂MnO₅S) as raw materials. The effec-ts of feed ratio, pH degree and reaction temperature on the morphology and properti-es of MnZn ferrite powders were studied. After characterized by XRD、SEM and other test methods,It shows that: Mn:Zn:Fe （0.5:0.5:2.0）、pH value（11）、r-eaction temperature（180 ℃）, were the best for preparation of manganese -zinc -fe-rrite powder.

Key words：MnZn ferrites nanopowder hydrothermal method

摘要 Ⅰ

ABSTRACT Ⅱ

第一章综述 1

1.1 均相锰锌铁氧体的简介 1

1.2均相锰锌铁氧体的制备方法 2

1.2.1微乳液法 2

1.2.2共沉淀法 3

1.2.3溶胶-凝胶法 3

1.2.4水热法 4

1.3均相锰锌铁氧体的应用 5

1.3.1传统应用 5

1.3.2医疗应用 6

1.4 本课题的内容和意义 7

第二章实验部分 8

2.1 实验试剂 9

2.2 实验仪器 9

2.3 锰锌铁氧体纳米粒子的制备 9

2.4 实验结果表征 11

2.4.1 X射线衍射分析 11

2.4.2 SEM-EDS元素分析 11

第三章结果与分析 12

3.1 XRD实验分析 12

3.1.1水热反应投料比的影响 12

3.1.2水热反应pH的影响 13

3.1.3水热反应温度的影响 14

3.2 SEM-EDS实验分析 15

第四章总结与展望 19

参考文献 20

致谢 22

第一章综述

1.1 均相锰锌铁氧体的简介

改革开放以来，我国电子信息产业得到迅猛的发展，电子设备向小型化、低功耗、高频化的方向发展[^[1]]，因此以磁性锰锌铁氧体为基础制备的器件必须具备轻、薄、短、小的特点[^[2]]，对于锰锌铁氧体粉体的要求也越来越高，其具备的性能也要求更好，才能满足当下发展的需求。

而纳米科技的不断进步，使得人们认识到纳米新材料[^[3]]的未来广阔的发展前途。纳米材料相较于普通材料具有更优异的性能，因此近年来研究纳米级锰锌铁氧体粉体成为当下的热潮[^[4]][^[5]][^[6]][^[7]]，许多国家将纳米级锰锌铁氧体粉体作为主要研究方向之一。

锰锌铁氧体粉体具有优良的磁性性能，其具有高强度的磁导率，同时磁化强度相比于其他材料来说，性能更好，同时被广泛的应用在电子通讯产品中[^[8]]。同时，锰锌铁氧体还具有硬度高、耐磨性强等特点，在这所有磁性材料中，锰锌铁氧体在感力元件上应用得较多，同时也被用于优质磁纪录材料中。锰锌铁氧体因其优良的性能，已被各行各业所应用，具有很好的发展前景。

纳米锰锌铁氧体是一种尖晶石结构的软磁复合铁氧体，是一种非常重要的电子陶瓷[^[9]]。尖晶石型晶体结构的一个晶胞包括8个(MnZn)Fe₂0₄分子，共有56个离子，其中氧离子的空间密堆积形成两类次晶格，64个四面体次晶格(A位)和32个八面体次晶格(B位)。相对而言，B位的空隙要比A位大一些，24个金属离子只能占据24个次晶格(A或B位)，大量未被占据的次晶格是阳离子空位扩散及掺杂改性的结构基础。按结构可表示为AB₂0₄，B为金属离子。