Li0.5-0.5xZnxFe2.5-0.5xO4纳米纤维的电纺制备及其结构和磁性能

摘要：

以聚乙烯吡咯烷酮、硝酸锂、硝酸锌和硝酸铁为主要原料,通过静电纺丝技术结合后期的热处理制备了直径在50～100 nm的单相Li0.5-0.5xZnxFe2.5-0.5xO4（x=0.0,0.2,0.3,0.4,0.5,0.8）纳米纤维.利用热重-差热分析、X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜和振动样品磁强计研究了前驱体纤维的热分解过程以及焙烧温度和化学成分对所得纳米纤维样品的晶体结构、微观形貌和磁性能的影响.结果表明：前驱体纤维经350℃焙烧后,纯相晶态的LiZn铁氧体纳米纤维基本形成.当焙烧温度由350℃升高到600℃,Li0.35Zn0.3 Fe2.35O4纳米纤维的平均晶粒尺寸由13.0 nm增大到47.5 nm,微观形貌逐渐向链状结构演化,比饱和磁化强度由39.7 A·m2·kg-1单调递增到84.5 A·m2·kg-1,而矫顽力先增大后减小,在550℃时达到最大值12.6 kA·m-1,其单畴临界尺寸约为35 nm.随着Zn含量x的增加,所制备的LiZn铁氧体纳米纤维的晶格常数近似呈线性增长,符合Vegard定律,矫顽力从x=0.0时的17.1 kA·m-1逐步减小到x=0.8时的2.4 kA·m-1,比饱和磁化强度Ms先增大后减小,在x=0.3时达到一个最大值74.7 A·m2·kg-1.与相似条件下制备的LiZn铁氧体纳米粒子相比,LiZn铁氧体纳米纤维由于其形状各向异性,而表现出相对较高的矫顽力.

关键词：LiZn铁氧体、纳米纤维、静电纺丝、磁性能、形状各向异性

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分类号：TQ326.6

资助基金：高等学校博士学科点专项科研基金20103227110006;江苏省高校自然科学基金11KJB430006;江苏省普通高校研究生科研创新计划CX09B-192Z;江苏省青蓝工程和江苏科技大学科研基金2010SL100J

在线出版日期：2012-04-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：2457-2464