DOI:10.1088/1402-4896/ab8b7d
通過對聚乙烯吡咯烷酮(PVP)聚合物(MW:40.000)進行溶膠-凝膠靜電紡絲制備了鉺鎳鐵氧體(NiErxFe2-xO4,其中0.00≤x≤0.05)納米纖維。在空氣中于700℃下煅燒鉺摻雜電紡鎳鐵氧體納米纖維,歷時6h。煅燒后,顯微鏡分析表明由晶粒形成的納米纖維表面不平坦。結構中鉺濃度的增加導致晶格參數和晶胞體積增加,但微晶尺寸減小。元素鉺、鎳、鐵和氧存在于無雜質的電紡NiErxFe2-xO4納米纖維中。通過對磁場的磁化(M-H)測量來檢驗磁性。在兩種不同的溫度(室溫(T=300K)和低溫(T=10K))下測量了所有制備的NiErxFe2-xO4納米纖維的M-H曲線。測定了Ms(飽和磁化強度)、Mr(剩磁)、Hc(矯頑力、SQR=Mr/Ms(矩形比)和nB(磁矩)的值。所制備的納米纖維在300K和10K時均表現出軟鐵磁性。在這兩種測量溫度下,Ms隨Er3+濃度的增加而提高,直至x=0.02,然后隨著Er3+含量的進一步增加而降低。
圖1.NiErxFe2-xO4(0.00≤x≤0.05)納米纖維的靜電紡絲工藝示意圖。
圖2.(A)電紡鐵氧體凝膠/PVP復合纖維煅燒前干燥后(x=0.00-0.05)的SEM圖像。(B)煅燒和去除PVP后(x=0.00-0.05)NiErxFe2-xO4納米纖維的SEM圖像。
圖3.NiErxFe2-xO4(0.00≤x≤0.05)納米纖維的TEM圖像:(a)x=0.03,(b)x=0.04和(c)x=0.05。
圖4.NiErxFe2-xO4納米纖維的EDX光譜:(a)x=0.04和(b)x=0.05。
圖5.NiErxFe2-xO4(0.00≤x≤0.05)納米纖維的XRD圖。
圖6.在(a)T=300K和(b)T=10K的條件下,各種制備的NiErxFe2-xO4(0.00≤x≤0.05)納米纖維在H±70kOe下的M-H曲線,插圖顯示了M-H圖的放大圖。
圖7.室溫(RT,300K)和低溫(10K)下Ms值隨Er3+含量的變化。