镍-铜-锌(NiCuZn)铁氧体由于其涡流损耗低、电阻率高而广泛应用于高频领域,但其微观结构(如孔隙率、晶粒尺寸)对上述因素的影响较大。在此,研究者报告了一种通过静电纺丝和随后的烧结合成梭形NiCuZn铁氧体的新方法。采用X射线衍射、拉曼光谱、扫描电子显微镜和振动样品磁强计系统地研究了在500至1000℃温度下退火后的微观结构演变及其对磁性的影响。结果表明,NiCuZn铁氧体的平均晶粒尺寸减小,随着烧结温度的升高,晶粒尺寸增大。同时,随着烧结温度的升高,饱和磁化强度呈上升趋势,在900℃时达到最高值68.07emu/g。然而,当进一步将烧结温度提高到1000℃时,NiCuZn铁氧体的晶体结构以及形态会随着粗颗粒的生长/聚集而发生很大的变化,从而导致饱和磁化强度降低。电感耦合等离子体质谱分析表明,NiCuZn铁氧体的化学计量比随烧结温度的变化而变化,这也会影响磁性。更重要的是,这项研究表明,静电纺丝有望制备出具有可调节成分、形态和磁性的纳米结构铁氧体。
图1.a)梭形NiCuZn铁氧体合成示意图。b)NCZF-纤维前体的SEM图像。
图2.a)不同温度烧结得到的NiCuZn铁氧体的XRD图谱和b)放大XRD图谱。
图3.NCZF-500/600/700/800/900的a)βcosθ与4sinθ和b)βcosθ与4sinθ/Yhkl的拟合关系。
图4.NCZF-500/600/700/800/900/1000的拉曼光谱。
图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。
图6.NCZF-500/600/700/800/900/1000中Ni、Cu、Zn和Fe的相对元素含量(at.%)。
图7.NCZF-500/600/700/800/900/1000在±70kOe范围内的磁滞回线。