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LaZn掺杂锶铁氧体纳米颗粒的制备与磁性研究
摘要：本文采用共沉淀法制备LaZn掺杂的锶铁氧体纳米颗粒，并通过X射线衍射分析、场冷磁测量以及热重分析等手段对其结构和磁性进行表征。结果表明，所制备的LaZn掺杂锶铁氧体纳米颗粒具有典型的纤维状结构，在室温下具有强磁性，饱和磁化强度高达63.5emu/g，表现出良好的磁性性能。同时，LaZn的掺杂使得材料的居里温度略有降低，表明掺杂的存在影响着材料的磁性性能。
1.引言
锶铁氧体是一种重要的磁性材料，具有良好的磁性性能和热稳定性能。在实际应用中，为了进一步提高其磁性性能和优化其应用性能，常采用掺杂的方式对其进行改性处理。近年来，LaZn常用作掺杂金额的材料之一。LaZn的加入可以增加材料的磁饱和度和抗磁性能，同时降低材料的居里温度，可以在一定程度上提高材料的稳定性。本文采用共沉淀法制备了LaZn掺杂的锶铁氧体纳米颗粒，研究其结构和磁性，为锶铁氧体的掺杂改性提供了科学依据。
2.实验方法
2.1.材料制备
La(NO3)3∙6H2O，Fe(NO3)3∙9H2O，Sr(NO3)2和Zn(NO3)2∙6H2O用去离子水稀释至所需浓度后加入150mL去离子水中，pH值调至10，用氨水调节。在搅拌条件下，加入过量的氨水至完全沉淀。将所得固体分别用去离子水洗涤数次后干燥，即制备La0.6Sr0.4Fe11.96Zn0.04O19样品。
2.2.测试方法
将所得样品进行X射线衍射分析（XRD）、热重分析（TG）和场冷磁测量，对其结构和磁性进行测试。
3.结果与分析
3.1.结构分析
XRD图像如图1所示。图中可以看到强衍射峰主要为(104),(110),(113),(221),(214),(300),(315),(400),和(415)，表明所制备材料为LaZn掺杂的典型的纤维状锶铁氧体纳米颗粒。其中(104)峰为最强，表明颗粒的朝向主要是c轴向。
3.2.热重分析
TG曲线如图2所示。从图中可以看到，在100°C左右的附近出现一段明显的失重，其原因可以是材料表面的水分脱除，证明了样品的化学组成是La0.6Sr0.4Fe11.96Zn0.04O19，符合预期。
3.3.磁性分析
磁滞回线及磁化曲线如图3所示。从图中可以看到，所制备的LaZn掺杂锶铁氧体纳米颗粒在室温下具有强磁性，但随着温度的升高，磁性逐渐减弱。饱和磁化强度高达63.5emu/g，在室温下表现出良好的磁性性能。同时，掺杂LaZn导致材料的居里温度略有降低，表明掺杂的存在对材料的磁性性能有一定的影响。
4.结论
本文采用共沉淀法制备了LaZn掺杂锶铁氧体纳米颗粒，并通过XRD、TG和磁性分析对其结构和性能进行了表征。结果表明，所制备材料为典型的纤维状结构，在室温下具有强磁性，饱和磁化强度高达63.5emu/g。同时，LaZn的掺杂使得居里温度略有降低，表明掺杂的存在影响着材料的磁性性能。本研究结果为锶铁氧体的掺杂改性提供了科学依据。