鎳-銅-鋅(NiCuZn)鐵氧體由于其渦流損耗低、電阻率高而廣泛應用于高頻領域,但其微觀結構(如孔隙率、晶粒尺寸)對上述因素的影響較大。在此,研究者報告了一種通過靜電紡絲和隨后的燒結合成梭形NiCuZn鐵氧體的新方法。采用X射線衍射、拉曼光譜、掃描電子顯微鏡和振動樣品磁強計系統地研究了在500至1000℃溫度下退火后的微觀結構演變及其對磁性的影響。結果表明,NiCuZn鐵氧體的平均晶粒尺寸減小,隨著燒結溫度的升高,晶粒尺寸增大。同時,隨著燒結溫度的升高,飽和磁化強度呈上升趨勢,在900℃時達到最高值68.07emu/g。然而,當進一步將燒結溫度提高到1000℃時,NiCuZn鐵氧體的晶體結構以及形態會隨著粗顆粒的生長/聚集而發生很大的變化,從而導致飽和磁化強度降低。電感耦合等離子體質譜分析表明,NiCuZn鐵氧體的化學計量比隨燒結溫度的變化而變化,這也會影響磁性。更重要的是,這項研究表明,靜電紡絲有望制備出具有可調節成分、形態和磁性的納米結構鐵氧體。
圖1.a)梭形NiCuZn鐵氧體合成示意圖。b)NCZF-纖維前體的SEM圖像。
圖2.a)不同溫度燒結得到的NiCuZn鐵氧體的XRD圖譜和b)放大XRD圖譜。
圖3.NCZF-500/600/700/800/900的a)βcosθ與4sinθ和b)βcosθ與4sinθ/Yhkl的擬合關系。
圖4.NCZF-500/600/700/800/900/1000的拉曼光譜。
圖5.a1-2)NCZF-500、b1-2)NCZF-600、c1-2)NCZF-700、d1-2)NCZF-800、e1-2)NCZF-900和f1-2)NCZF-1000的SEM照片。
圖6.NCZF-500/600/700/800/900/1000中Ni、Cu、Zn和Fe的相對元素含量(at.%)。
圖7.NCZF-500/600/700/800/900/1000在±70kOe范圍內的磁滯回線。