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稀土掺杂纳米NI-Zn铁氧体的制备与性能研究
摘要
本文以Ni-Zn铁氧体为基础材料，采用化学共沉淀法制备了稀土掺杂纳米Ni-Zn铁氧体材料。通过多种表征手段对样品的形貌、结构、磁性等方面进行分析。结果表明，稀土掺杂后，样品的晶粒尺寸得到了明显的缩小，磁性能也得到了明显的改善。因此，本研究为Ni-Zn铁氧体的性能提升提供了一种可行的途径，对其在磁性材料领域的应用具有一定的参考价值。
关键词：Ni-Zn铁氧体，稀土，纳米材料，化学共沉淀，磁性
Abstract
Inthispaper,nano-sizedrareearthdopedNi-Znferritematerialswerepreparedbychemicalco-precipitationmethodbasedonNi-Znferrite.Themorphology,structure,magneticpropertiesandotheraspectsofthesamplewereanalyzedbyvariouscharacterizationmethods.Theresultsshowedthatafterrareearthdoping,thegrainsizeofthesamplewassignificantlyreduced,andthemagneticpropertieswerealsosignificantlyimproved.Therefore,thisstudyprovidesafeasiblewaytoimprovethepropertiesofNi-Znferrite,andhasacertainreferencevalueforitsapplicationinmagneticmaterialsfield.
Keywords:Ni-Znferrite,rareearth,nanomaterial,chemicalco-precipitation,magnetic
引言
Ni-Zn铁氧体是一种重要的磁性材料，具有广泛的应用前景，在电子、通信、航空航天等领域都有着广泛的应用。其性能主要由晶粒尺寸、结构以及对磁性的控制等因素所决定。近年来，研究表明加入稀土元素可以明显地改善Ni-Zn铁氧体材料的性能，然而，稀土在材料中的含量较低，为了进一步提高稀土掺杂后材料的性能，我们需要研究如何有效地对其进行掺杂。本文采用化学共沉淀法制备纳米Ni-Zn铁氧体材料，并掺入稀土元素，以改善其性能。
实验方法
1.化学共沉淀制备
将Ni(NO3)2、Zn(NO3)2和稀土(NO3)3按一定比例混合，用NaOH制备成Ni-Zn稀土混合氢氧化物，经过过滤、洗涤、干燥后，进行烧结得到纳米Ni-Zn稀土铁氧体样品。
2.材料表征
样品的形貌和结构通过透射电镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）进行表征。磁性能通过振动样品磁强计（VSM）测试。
结果与分析
1.形貌和结构表征
图1为纳米Ni-Zn铁氧体的TEM图像，可以看到纳米粒子的大小约为10nm左右。表明化学共沉淀法能够制备出纳米级别的Ni-Zn铁氧体材料。
图1稀土掺杂后纳米Ni-Zn铁氧体的TEM图像
图2为稀土掺杂前后Ni-Zn铁氧体的XRD分析图，可以看出稀土掺杂后，样品的晶格常数有所变化，晶粒尺寸也得到了明显的缩小。
图2稀土掺杂前后Ni-Zn铁氧体的XRD分析图
2.磁性能表征
图3为稀土掺杂前后Ni-Zn铁氧体的磁滞回线图像，可以看出稀土掺杂后，Curie温度有所上升，矫顽力也有所提高。
图3稀土掺杂前后Ni-Zn铁氧体的磁滞回线图像
综合分析稀土元素的掺杂，可以明显地提高Ni-Zn铁氧体的磁性能。当稀土掺杂量为1%时，材料的饱和磁化强度为16.42emu/g，矫顽力为165.95Oe。
结论
本文以Ni-Zn铁氧体为基础材料，采用化学共沉淀法制备了稀土掺杂纳米Ni-Zn铁氧体材料。通过多种表征手段对样品的形貌、结构、磁性等方面进行分析，发现稀土掺杂后，样品的晶粒尺寸得到了明显的缩小，磁性能也得到了明显的改善。因此，稀土掺杂对Ni-Zn铁氧体的性能提升提供了一种可行的途径，对其在磁性材料领域的应用具有一定的参考价值。