摘要
尖晶石铁氧体具有高电阻率、高初始磁导率、低矫顽力、低涡流损耗、良好的阻抗匹配和高介电损耗，是一种重要的磁性材料，被广泛地应用于变压器、传感器、隐身涂料、磁性药物传输和水处理等各种现代器件和技术中。本论文从三个方面入手对尖晶石铁氧体进行了深入的研究。第一，通过元素替代的方式优化了铁氧体的软磁性能；第二，研究了铁氧体的微波吸收和电磁屏蔽性能；第三，将铁氧体与硅酸镁材料复合，对其染料吸附能力进行了研究。具体研究内容及结果如下： (1)为了提高Ni-Zn铁氧体的软磁性能，分别用Mo离子和Li离子替代Ni-Zn铁氧体中的Ni离子，发现适量的Mo掺杂能提高Ni-Zn铁氧体的饱和磁化强度和初始磁导率。Li离子的掺入提高了Ni-Zn铁氧体的初始磁导率和居里温度，说明Li-Zn铁氧体的软磁性能优于Ni-Zn铁氧体。为了进一步优化Li-Zn铁氧体的结构和磁性，分别用Mo离子和Cu离子进行掺杂，发现较多的Mo离子掺入可提高Li-Zn铁氧体的居里温度，Cu离子的掺入则降低了铁氧体的烧结温度，提高了铁氧体的软磁性能。 (2)系统地研究了Ti掺杂Li-Zn铁氧体的结构、磁性和微波吸收性能，发现Ti离子的掺入可有效调控Li-Zn铁氧体的居里温度，应用这个特征可以将其用作温控材料，对它的微波吸收性能进行研究，发现厚度为5mm的Li-Zn铁氧体具有较好的吸波性能，可作为潜在的微波吸收材料。通过简单的机械混合方法获得了碳纳米管与Li0.3Zn0.4Fe2.3O4纳米颗粒的复合材料，它的最高屏蔽效率可达到92dB，表明该复合材料可用于电磁屏蔽领域。 (3)合成了壳核结构的磁性硅酸镁复合材料(Fe3O4@MgSi)，将其用于水溶液中亚甲基蓝(MB)的吸附，结果表明，它的最大吸附量可达到581mg/g，且仅需15分钟就可以达到吸附平衡，通过六个连续的吸附-解吸循环，Fe3O4@MgSi对初始浓度为300mg/L的MB的去除率依然可达到97.7％左右，表明它是一种去除MB高效的的吸附剂。为了提高复合材料的比表面积，本论文还合成了空心结构的Ni0.5Zn0.5Fe2O4与硅酸镁的复合材料，BET比表面积为437m2/g，为吸附剂的研制提供了新思路。
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