锌掺杂钴铁氧体：硬磁→软磁
李诗瑢;任勇;王改花;吕世雅;代波
命开头的成语【摘 要】Co1-χ Znχ Fe2 O4 doped with different amount of zinc were prepared by the chemical co-precipitation method, and the influences of doped zinc on structure and magnetic properties of cobalt ferrite were studied. The average grain size of Co0.7Zn0.3Fe2 O4 was 8. 566nm at the 400 C for 2h, which was calculated from X-ray diffraction data according to Scherrer's formula. Static magnetism of Co1-χZnχFe2O4 was investigated by vibrating sample magnetometer. Great changes have been found in magnetic properties with the degree of zinc substitution; the value of saturation magnetization incread with increasing of Zn2- ion contents, while the coercive force decread. When χ=0. 3, the coercive force was only 1352. 82A/m and the saturation magnetization was 42A · m2/kg, which realized transition of CoFe2O4 from hard magnetic to soft magnetic, so it can be considered as potential soft magnetic materials at high frequency.%采用共沉淀法制备了不同Zn2+掺杂量的CO1-xZnxFe2O4,研究了Zn2+掺杂量对
和弦大全其结构和磁性的影响.X射线衍射测试表明CO1-xZnxFe2O4成相良好,结晶随烧结温度增加而愈加完善.经400C热处理2h的Co0.7Zn0.3Fe2O4晶粒尺寸由谢乐公式计算为8.57nm.利用振动样品磁强计研究其静态磁性,结果表明,Zn2-掺杂量对CO1-xZnxFe2O4磁性有显著影响,Zn2+含量越高矫顽力越低,同时饱和磁化强度越大,当x=0.3时,矫顽力仅为1352.82A/m,磁化强度为42A·m2/kg,实现了CoFe2O4从硬磁性到软磁性的转变,可作为潜在的高频软磁材料.
【期刊名称】《功能材料》
【年(卷),期】2013(044)003
【总页数】4页(P345-348)
在桌子上用英语怎么说【关键词】钴锌铁氧体;磁晶各向异性;矫顽力;饱和磁化强度
【作 者】李诗瑢;任勇;王改花;吕世雅;代波
【作者单位】西南科技大学材料科学与工程学院,四川绵阳621010
【正文语种】中 文
【中图分类】TQ138.1
1 引 言
纳米材料由于独特的尺寸效应、表面与界面效应、量子效应和宏观量子隧道效应区别于其它材料，表现出优异的特殊性能，具有广阔的应用前景［1］。纳米材料随着自身粒径和形貌的改变，也使得其物理、化学和磁性能发生很大改变。因此，材料学家们不断尝试一种更为简单有效的方法以控制纳米材料的粒径和形貌。
尖晶石型纳米铁氧体具有非常优越的磁学性能，在许多领域具有重要应用，如磁性器件、交换设备、磁记录、读写兼用磁头、录音磁带、磁制冷、全色成像、核磁共振（MRI）对比度增强、磁性细胞分离、生物流体的解毒以及由磁性控制运输的抗癌药物［2－4］。
尖晶石型纳米铁氧体的制备方法很多，如配位化合物与有机金属热分解法［5］、微波辅助合成法［6］、超声辐射法［7］、冷冻干燥法［8］、微波等离子体合成法［9］、溶胶－凝胶法［10］、反胶束技术［11］、水热法［12］和共沉淀法［13］等，其中，共沉淀法
具有设备简单、成分可控、制备颗粒粒径小和易于大规模生产等特点而被广泛使用。
在尖晶石铁氧体中，CoFe2 O4由于具有较高的矫顽力，大约为5.58×105 A/m［1］，以及适中的饱和磁化强度和高的磁晶各向异性，其研究一直受到重视。CoFe2 O4的饱和磁化强度比金属低，然而比金属软磁材料的电阻率高很多，因此，如果能将其改性为软磁性，会具有很好的高频特性。另外，认为用非磁性金属离子Zn2＋掺杂CoFe2 O4可以冲淡磁性离子间的耦合作用，将有效细化晶粒，降低矫顽力，提高饱和磁化强度，使得掺杂后的CoFe2 O4磁性发生改变：硬磁→软磁，在高频和超高频有很好的应用前景。然而，目前用非磁性离子Zn2＋调整Co Fe2 O4的结构和电磁性能的报道鲜见，并且对其磁性转变原因研究不多。因此，本文采用共沉淀的方法制备Co1－x Zn x Fe2 O4，研究了Zn2＋掺杂量对Co Fe2 O4磁性能的影响。
2 实 验
2.1 Co1－x Zn x Fe2 O4 纳米粒子的制备
Co1－x Zn x Fe2 O4磁性颗粒采用化学共沉淀法制备，制备过程如下：按化学计量称取适
当的Co（NO3）2·6H 2 O（分析纯），Fe（NO3）3·9H 2 O（分析纯），Zn（NO3）2·6 H 2 O（分析纯）为前驱体，NaOH为沉淀剂。将 Co（NO3）2·6 H 2 O、Fe（NO3）3·9 H 2 O 和 Zn（NO3）2·6 H 2 O溶于适当的水中，在快速搅拌即充分溶解后，倒入比等量反应多30%的NaOH溶液，立即生成沉淀，用磁力搅拌器搅拌至完全反应。将制得的悬浊液反复沉淀，用蒸馏水洗涤、过滤，至p H值为7。用滤纸过滤后，将沉淀物放入烘箱在50℃下烘干24h。将烘干后的样品块体放入研磨钵研磨至粉末后，放入高温炉在400℃下烧结，保温2h。
2.2 样品表征与测试
定性物象分析采用荷兰帕纳科公司X’Pert MPD Pro型X射线衍射仪，测试条件是Cu靶，波长为0.15406nm，电压为40k V，电流为40m A，扫描范围为2θ＝20～80°；静态磁性能采用北京天泽伟业科技有限公司BKT－4500Z振动磁强计，强度变化范围在0～1.0T之间，步进精度为79.6A/m，恒流源变化范围0～50m V，稳定度0.001m A。
3 结果与讨论
3.1 相结构分析
图1为用共沉淀法制备的Co1－x Zn x Fe2 O4（x＝0.1、0.2和0.3）在400℃热处理2h的X射线衍射图谱。从图1可看出样品的衍射峰明显，且所有的XRD特征峰与PDF标准卡NO.22－1086相一致，证明为单一的尖晶石结构［14］。
图1 Co1－x Zn x Fe2 O4的X射线衍射（XRD）图谱Fig 1 XRD powder patterns for Co1－x Zn x Fe2 O4 nanoparticles
无理取闹近义词
Co1－x Zn x Fe2 O4在400℃煅烧的平均晶粒尺寸由谢乐公式［9］计算得出，即：炒桃仁的功效与作用
式中，D为沿晶面垂直方向的厚度（也可以认为是晶粒大小）；K＝0.89为Scherrer常数，λ＝0.15406nm为X射线波长，B为最强峰（311）晶面衍射峰的半高宽，θ为布拉格衍射角。Zn2＋掺杂（x＝0.1、0.2和0.3）CoFe2 O4的平均晶粒尺寸的计算结果，如表1所示。其中x＝0.3时的晶粒尺寸最小为8.566nm。
理科综合表1 Co1－x Zn x Fe2 O4的晶格常数、密度和晶粒尺寸Table 1 Lattice parameter，calculated density，grain size of Co1－x Zn x Fe2 O4x 0.1 0.2 0.3晶面间距（nm）0.835 0.838 0.843密度（103 kg/m3）0.252 0.253 0.254晶格常数（nm）12.39 9.86 8.57 5.378 5.329 5.263晶粒尺寸（nm）闪退修复
观察日记植物200字
样品的X射线衍射图谱中晶面指数（hkl）为（311）、（220）和（440）衍射峰，并通过相应的面间距公式：
计算得出晶面间距d hkl；由Bragg方程：
求得Co1－x Zn x Fe2 O4（x＝0.1、0.2和0.3）不同掺杂比例的晶格常数；利用公式：
其中，M为摩尔分子质量，N为阿佛加德罗常数，计算得到不同组分Co1－x Zn x Fe2 O4密度大小，如表1所示。图2、3分别为晶格常数a与Zn2＋含量的关系及密度与Zn2＋含量的关系。从表1中发现不同组分的Co1－x Zn x Fe2 O4的晶格常数a的大小随着Zn2＋掺杂量的增加，由0.8346nm增长到0.8422nm，呈增长趋势，符合维加德定律。这可能与Zn2＋的离子尺寸有关，Zn2＋ （0.074nm）离子半径略大于 Co2＋ （0.072nm）离子半径［15］。随着x 的增大，Zn2＋ 进入晶格取代Co2＋的数量增加，促使占据A位的Zn2＋数量增加与占据B位的Co2＋数量的减少影响晶格常数a的改变。同时这也证明了Zn2＋已掺杂到CoFe2 O4的晶格中，使样品完全均匀地固溶。同时由于Zn的原子量（65.39）大于Co的原子量（58.93），并且晶格常数a的改变导致晶胞体积的减小，因此密度不断降低。
