W型铁氧体BaCoZnFe_16_O_27_的制备及吸波性能_靳强VIP免费

14JMagnMaterDevicesVol45No1研究·分析·实验W型铁氧体BaCoZnFe16O27的制备及吸波性能靳强，杨晓峰，陈志萍，刘博，李巧玲（中北大学理学院化学系,山西太原030051）摘要：以金属硝酸盐为原料，采用溶胶-凝胶法制备了W型BaCoZnFe16O27铁氧体。利用XRD，SEM和矢量网络分析仪对样品的结构、形貌和吸波性能进行了分析与测试。并考察了焙烧温度、焙烧时间对W型铁氧体的形成及吸波性能的影响。结果表明，当焙烧温度为1200℃、焙烧时间为2h，前驱体可全部转化为单一晶相的W型铁氧体。钴锌共掺杂致使W型BaCoZnFe16O27的磁晶各向异性场和自然共振频率发生改变，进而改善了样品在低频波段的吸波性能。单一晶相的BaCoZnFe16O27铁氧体在5.5GHz处对电磁波具有良好的吸收，最大吸收强度达-18dB，吸收大于5dB的频带带宽为1GHz。关键词：W型铁氧体；焙烧温度；焙烧时间；吸波性能中图分类号：TM25;TM277文献标识码：A文章编号：1001-3830(2014)01-0014-04PreparationandmicrowaveabsorbentpropertiesofW-typeBaCoZnFe16O27ferriteJINQiang,YANGXiao-feng,CHENZhi-ping,LIUBo,LIQiao-lingDepartmentofChemistry,CollegeofScience,NorthUniversityofChina,Taiyuan030051,ChinaAbstract:W-typeBaCoZnFe16O27ferritewaspreparedbysol-gelmethodwithmetalnitrateasrawmaterial.Thestructure,surfacemorphologyandelectromagneticparametersofthesampleswerecharacterizedbyXRD,SEMandvectornetworkanalyzer.Influenceofcalcinationtemperatureandtimeoncrystalstructureandmicrowaveabsorbentpropertieswasalsostudied.TheresultsshowthatpureW-tipeferritewaspreparedfromprecursorsatcalcinationtemperature1200℃for2h.AndthedopingofCo-ZncouldchangemagneticanisotropyfieldandnaturalresonantfrequencyofW-typeBaCoZnFe16O27ferrite,andresultantlyimprovestheirmicrowaveabsorptioninC-band(4~8GHz).ThemicrowaveabsorptionpeakofBaCoZnFe16O27is18dBat5GHzfrequencyandtheabsorptionbandwidthabove5dBis1GHz.Keywords:W-typeferrite;calcinationtemperature;calciningtime;microwaveabsorptionproperties1引言随着现代科技的飞速发展，电磁波对空间的污染、相互间的干扰已日趋严重，因此，吸波材料广泛用于电视广播、人体安全防护、通讯及导航系统的抗电磁干扰等领域[1]。作为一种优良的磁介质耗损型吸波材料，W型铁氧体因具有吸收性能最佳的片状结构、较高的磁收稿日期：2013-04-09修回日期：2013-07-02基金项目：山西省青年科学基金资助项目(2011021021-5;2010021022-3)通讯作者：杨晓峰E-mail:yangxiaofeng@nuc.edu.cn晶各向异性及自然共振频率等优点而备受关注[2-4]。通过对W型铁氧体进行掺杂或离子取代，从而调控磁晶各向异性场，使其在微波吸收强度、频带宽度及电磁参数可调节性等方面相较于其他吸波材料更具优势。周克省等[5]通过溶胶-凝胶法制备了(MnCu)组合掺杂W型钡钴铁氧体，在X波段(8~12GHz)和Ku波段(12~18GHz)具有良好的吸波性能，在10GHz处吸收峰为24dB，10dB以上频带宽度达8.8GHz；Deng等[6]利用稀土金属取代W型铁氧体中的Ba2+离子，使其在13GHz处吸收峰达到40dB。目前，关于W型铁氧体的研究主要集中在制备方法及6~18GHz的吸波性能等方面，而在磁性材料及器件2014年1月150~6GHz的吸波性能则鲜有报道。本文以酒石酸为络合剂，利用溶胶-凝胶法制备BaCoZnFe16O27铁氧体。考察制备工艺对W型铁氧体结构、形貌的影响，探讨BaCoZnFe16O27在0~6GHz范围内的吸波性能。2实验2.1材料制备将分析纯Ba(NO3)2、Fe(NO3)3·9HzO、Co(NO3)2·6H2O、Zn(NO3)2·6H2O按BaCoZnFe16O27化学计量比完全溶解于适量蒸馏水中，加入酒石酸搅拌至溶解，酒石酸与金属离子的摩尔比为1.2∶1。逐滴加入25%浓度的氨水，调节溶液pH为7，80℃条件下恒温加热，得到灰褐色溶胶，室温静置24h，将凝胶在真空条件下干燥24h，干燥温度为110℃，得到干凝胶。将干凝胶在450℃条件下焙烧2h，得到铁氧体前驱体。将前驱体分别在不同温度及时间条件下进行焙烧，获得铁氧体样品。2.2性能表征利用日本理学D/max-ra型X射线衍射仪对...