掺杂位置和预烧结时间对掺Fe的BaTiO“ 3陶瓷的微观结构和磁性能的影响

通过Fe部分取代Ba2 +的固相React制备A位取代的BaTiO3陶瓷。 通过与在类似条件下制备的B位置取代样品进行比较,使用X射线衍射,穆斯堡尔光谱法和振动样品磁力计研究了Fe掺杂部位对组织和磁性的影响。 发现在添加7at%的Fe时可以在一定程度上实现A位取代,而在较高的Fe浓度下观察到杂质。 在标称(Ba0.93Fe0.07)TiO3样品中,Fe离子分别以Fe2 +和Fe3 +的形式存在,取代了六角形钙钛矿晶格中的A位Ba2 +和八面体B位Ti4 +。 Fe2 + –O2––Fe3 +的双交换相互作用在远高于室温的条件下产生铁磁性,但由于不同的磁交换机制,饱和磁化强度和居里温度均明显低于B位置置换。 在B位取代的样品Ba(Ti0.93Fe0.07)O3中,五面体Fe3 +和八面体Ti4 +位点之间的超交换相互作用是造成铁磁性的原因。 这些结果表明,B位取代是Fe掺杂的BaTiO3体系获得高居里温度铁磁性的较好方法。 此外,增加预烧结时间可以进一步改善B位置取代样品的磁性,从而使Ba(Ti0.93Fe0.07)O3的饱和磁化强度提高约6倍。