铈离子掺杂对钴铁氧体结构和磁性的影响

摘要：

在无稀土永磁的备选材料中,钴铁氧体由于其显著的优势,如储量高成本低,化学性能稳定,绿色环保等特点而备受关注.因此虽然其磁性不是很高,但其磁性的调节增强是近年来重要的研究方向之一.采用设备操作都很简单的化学共沉淀法,制备了不同含量铈离子(Ce3+)掺杂的钴铁氧体纳米材料CoFe2-xCex04(x=0,0.05,0.10,0.15;摩尔分数),并研究了铈离子含量对钴铁氧体结构和磁性的影响.X射线衍射(XRD)结果表明掺杂前后钴铁氧体均是立方尖晶石结构,其晶格参数和晶粒尺寸随x的增加先增大后减小,并在x≥0.10的样品中出现明显的氧化铈衍射峰;X射线光电子能谱(XPS)结果进一步验证氧化铈的存在.磁性测量结果表明,钴铁氧体的饱和磁化强度(Ms)随x的增加先增加而后稍微减小,而矫顽力(Hc)则是出现先降低后增加而后再降低的震荡变化;分析后发现造成这种变化的原因是钴铁氧体的磁性变化受Ce3+的掺杂和晶粒尺寸的双重影响造成的.Ce3+掺杂取代Fe3+会使Ms 降低而Hc增大,而晶粒尺寸对磁性的影响正好相反.对最大磁能积((BH)max)进行分析发现掺杂Ce3+后(BH)max都有所增加.x=0.10的样品由于Ms和Hc都相对较大,因此(BH)max达到最大,为4.38kJ·m3;而此掺杂量的样品中有少量氧化铈出现,说明Ce3+掺杂时钴铁氧体中少量氧化铈的存在对磁性的负面影响可忽略不计.

关键词：钴铁氧体、磁性、最大磁能积、稀土元素、掺杂

所属期刊栏目：47

分类号：TM277+.1(电工材料)

资助基金：国家自然科学基金51701106

在线出版日期：2023-11-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1380-1388