（材料学专业论文）水热法制备纳米锰锌铁氧体粉体的研究.pdf

西南科技大学硕士研究生学位论文第1 页 摘要 锰锌铁氧体被应用于电子元件的制作日寸，需与银内电极共烧，而 银内电极熔点仅约9 6 2 ，因此锰锌铁氧磁粉需具备低温烧结的特 性。另一方面，锰锌铁氧体应用在高速读写磁头时，需具备高密度、 低孔隙率( o 3 ) 及高的初始磁导率的特性。为达上述两点要求，要 求采用粒径小、活性高的纳米级锰锌铁氧体粉体。为制备高质量的粉 体，在本次研究中，主要采用传统水热法，球磨水热法和微波水热法 对锰锌铁氧体纳米晶的制备工艺进行探讨。 本文针对锰锌铁氧体纳米粉体的制备，以硝酸铁、硝酸锰、硝酸 锌和氢氧化钠作为原料，采用水热法以及由此衍生的球磨水热法以及 微波水热法研究了工艺条件对锰锌铁氧体纳米粉体制备的影响，其中 着重研究了时问和温度对于粉体制备的影响。采用x r d 研究结晶性 能、t g d s c 研究其热稳定性、s e m 和t e m 对纳米粒子的微观形貌 进行了分析。 研究表明水热法、球磨水热法和微波水热法均可制得结晶良好 的锰锌铁氧体纳米晶：随时间和制备温度的提高，晶体的发育更好， 晶体结构也更稳定：在球磨水热法中钢球的加入有效地提高了反应 的活化能，促迸了材料晶化的进程；微波的引入，对于材料的晶化也 起到了强化作用； m n 。z 。1 。f e 2 0 4 ( 0 x 曼1 ) 的晶胞参数和晶粒的大 小随m n 含量增加而逐步增大；比较三种不同的水热合成方法，微波 水热具有较突出的优势，其反应时间大为缩短，只需3 0 m i n 就可以制 得结晶良好的锰锌铁氧体纳米晶，在节能省时方面具有突出的优点， 因此，微波水热法具有较好的应用前景。 关键词：水热合成法球磨微波纳米锰锌铁氧体纳米晶制各 西南科技大学硕士研究生学位论文第1 i 页 a b s tr a c t w h e nm n z nf e r r “e s a p p l i e d i n t h ee l e c t r o n i c c o m p o n e n t m a n u f a c t u r e ，t h e y m u s ts i n t e rt o g e t h e rw i t hs i l v e re l e c t r o d e t h e m e l t i n gp o i n to fs i l v e r i s o n l ya p p r o x i m a t e i y9 6 2 ， s ot h em n z n f e r r i t e sm u s th a v el o wt e m p e r a t u r es i n t e r i n gp r o p er t i e s 0 nt h eo t h e r h a n d ，w h e nm n z nf e r r i t e sa p p l i e di nh i g h s p e e dr e a d w r i t em a g n e t i c h e a d ，t h e ym us th a v eh i g hd e ns i t y ，1 0 wf a c t o ro fp o r o s i t y ( o3 ) a n d h i g hi n i t i a lm a g n e t i cc o n d u c t i v i t yc h a r a c t e r is t i c i no r d e rt or e a c ht h e a b o v et w or e q u e s t s ，s m a e ra n dh i g h e ra c t i v en a n o m e t e rm n z nf e r r n e s p a r t i c l e sm u s tb ep r e p a i r e d i nt h jss t u d y ，c o n v e n t i o n a lh y d r o t h e r m a l ， b a i l m “l i n gh y d r o t h e r m a la n dm i c r o w a v eh y d r o t h e r m a lw e r eu s e dt o p 1e p a r em n z nf e r r i t e sn a n o p a r t i c i e s ，c r a f to ft h e s et h r e em e t h o d sw e r e a l s od is c u s s e di nt h ep a p e r i nt h is p a p e r ，u s i n gf e r r i cn i t r a t e ，z i n cn i t r a t e ，m a n g a n e s en i t r a t e a n ds o d i u mh y d r o x i d ea sr a wm a t e r i a ls ，m n z nf e r r i t e sn a n o p a r t i c l e s h a v e b e e n p r e p a r e db y c o n v e n t i o n a l h y d r o t h e r m a l ，b a l l m i l l i n g a ss i s t a n t e dh y d r o t h e r m a la n dm i c f o w a v ea s s i s t a n t e dh y d r o t h e r m a l ， t h e k e yp o i n cso ft h is p a p e ri st h ed is c u ss i o n so ft e m p e r a t u r ea n dc u r i n g t j m et of e r r i t es s y n t h e s is x r dh a sb e e n u s e dt o a n a l y s i st h e c r y s l a l l i z a t i o nc h a r a c t e r i s t i c so ft h es a 瑚p l e s ，t h e r m a lp r o p e r t i e sh a v e b e e nm e a s ur e db yt g d s c ，s e ma n dt e mh a v e b e e nu s e dt o i n v e s t i g a t et h em i c r o s t r u c t u r eo fa sp r e p a r e ds a m p l e s r e s u i t si n d i c a t e ，w e l lc r y s t a l l i z e dm n z nf e r r i t e sn a n o p a t t i c l e sc a n b e p r e p a r e d b y c o n v e n t i o n a l h y d r o t h e r m a i ，b a l l m i l l i n ga s s is t a n t e d h y d r o t h e r m a l a n dm i c r o w a v ea s s i s t a n t e d h y d r o t h e r m a l a s p r o l o n g c u r i n gt i m ea n dh i g h e rs y n t h e s i s t e m p e r a t u r e ，m o r es t a b l ea n db e t t e r c r y s t a l l i z e dm n z nf e r r i t e sn a n o p a r t i c l e sc a nb ep r e p a r e d b a l lm i l l i n g c a na c c e 】e r a t et h ef o r m a t j o no fm n z nf e r f j t e s n a n o p a f t j c l e s t h e m i c r o w a v et r e a t m e n tc l e a r l ys p e e d su pt h es y n t h e s i sp r o c e ssw i t he n e r g y s a v i n gt h ec r y s t a l l i z a t i o no fs i n g l e - p h a s ef e r r i t ew a sp r o m o t e dw i t ha n i n c r e a s eo fc u r i n gt e m p er a t u r ea n dt i m e t h es i n g l ef e r r i t e p h a s eb e g a n 西南科技大学硕士研究生学位论文 第1 页 t o a p p e a r i nt h e p r o d u c t p r e p a r e d a t m i cr o w a v ea s s i s t a n t e d h y d r o t h e r m a i 10 0 i e s st h a n3 0 h y d r o t h e r m a lp r o c e s sh a dt h ea d v a n t a g e c o n d i t i o n s t h em i c r o w a v e o fe n e r g ys a v i n g s m i nb vt h e a s s i s t a n t e d a n dm i l d e r k e yw or d s ：h y dr o t h e r m a l ； b a l lm i l l i n g ； m i c r o w a v e ：m n z nf e r r i t e s n a n o p a r t i c l e s ；s y n t h e s i s 独创性声明 本人声明所呈变的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致 身 的地力外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西南科技大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 签名：损振喜r 期：沙。，3 关于论文使用和授权的说明 本人完令了解西南科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留学位论文的复印件，允许该论文被查阅和借阅：学校可以公句该论文的全部 或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此规定) 签名：赣暇3 导师签名：f 强：p ，3 西南科技大学硕士研究生学位论文第1 页 1绪论 1 1 前言 锰锌铁氧体( m n z nf e r r i t e ) 具有高的饱和磁化强度( b s ) 、高磁导 率( u i ) 、低铁损值，被广泛应用在电视、计算机显示器、通讯及家电 等交换式电源供应器( s p s ) 、回扫变压器( f b t ) 、扼流线圈( c h o k ec o i l ) 及噪声滤波器( n o i s ef i l t e r ) 等电子零件上。 当铁氧体在被应用于多层贴片电感( m u l t i l a y e rc h i pi n d u c t o r ) 及电感电容滤波器( l cf i l t e r ) 等电子元器件的制备时，需与银电极 进行共烧，而银内电极熔点仅约9 6 2 ，因此，锰锌铁氧体粉体需具 备低温烧结特性i 另一方面，锰锌铁氧磁体应用在高速读写磁头时， 需具备高密度、低孔隙率( 0 3 ) 及高的初导磁导率的特性。因此， 要达到上述要求，须有粒径小、活性高的纳米级铁氧体粉体。 前人对于纳米锰锌铁氧体粉体的合成开展了大量的工作，主要合 成方法有喷雾焙烧工艺，化学共沉淀法，水热法，超l 瞄界法，微乳液 法，溶胶凝胶法，自蔓延高温合成等方法。其中，水热法制备纳米锰 锌铁氧体粉体是其中最有前途的一种制备方法。由于传统的合成方法 在粉体的制备因素上难以控制，故难以实现制备粒径小、活性高的纳 米级铁氧体粉末，而水热法合成陶瓷粉末则具有许多独特的优点： 水热法所合成的粉体粒径微细且均匀，可得亚微米 fs u b m i c r o m e t e r ， 1 “m ) 的等级，利用这种粉体进行后续的烧结可 使粒子在烧结体中具有较高的烧结活性，大幅降低烧结温度并提高其 烧结密度。 水热法是属湿式化学反应方式且于密闭性良好的反应环境中进 行，其所合成的粉体结晶性较好且化学组成均匀，配合适当的干燥方 法即可得到所需的陶瓷粉体，大幅简化了粉体的工艺过程，减少在合 成步骤中使试样遭受污染的可能性。 水热法的反应温度低、反应时间短、合成粉体的晶粒不致粗化， 比固相反应节省更多的能源，符合现今的环保要求。 用水热法制备粉体，配合各项工艺参数如温度、压力、反应时间、 初始物浓度及溶液酸碱值的调整可达到控制粒径及粉体形态的目 的，这也是水热法优于其它合成法的原因。 西南科技大学硕士研究生学位论文第2 页 目前，利用水热法制备纳米锰锌铁氧体在国内外都有相当多的工 作。本次工作仍以水热法作为基础，探索锰锌铁氧体纳米粉体的制备 工艺。同时，针对传统的水热法反应时问长，提出了两种改进的水热 法：球磨水热法和微波水热法，通过外力( 场) 的辅助，加速纳米粉 体的合成，同时，也研究这两种改进方法对粉体性能的影响。 1 2 理论基础及前人的研究 锰锌铁氧体作为磁性材料广泛被应用为中频变压器、感应器，扩 音器的核心部位和其它电磁设备中。对于锰锌铁氧体的制备、晶体 结构以及磁学性能的研究起始于上世纪五十年代，传统的方法均为采 用常用的陶瓷烧结方法，即先制粉，然后成型，再通过烧结制得成品。 1 2 1 锰锌铁氧体晶体结构 锰锌铁氧体( m n z nf e r r i t e ) 的结晶构造属于等轴晶系，与天然 矿物尖晶石( m g a l2 0 4 ) 相同，化学式为m n 。z “1 。f e 2 0 4 ( 0 x 9 9 5 理论密度的烧结 体；( 3 ) 烧结体的电阻是随烧结温度的增加而增加。 m a r k or o t z m a n 等人【1 2 i 以硝酸盐金属为原料，利用氨水作为沉 淀剂，其结果显示如下：当反应溶液之p h 值 8 5 ，z n ”离子会有显 著的损失：p h 值= 10 时，z n ”离子损失达5 0 ；合成的锰锌铁氧磁体 粉末，于空气中加热至6 0 0 以上时，会快速氧化及分解而生成 z n f e 2 0 。及m n 2 0 3 合成的锰锌铁氧磁体粉末其成形体在大于7 0 0 下 烧结，其烧结体之相对密度接近于其理论密度；加热温度高于1 0 5 0 时，粉体试样会有重量损失现象发生，这是由于z n o 分解成z n 及0 2 西南科技大学硕士研究生学位论文第9 页 连续挥发所造成。 k o m a r e n i 等人】以硝酸蘸金属为原料，利用氨水( n h 4 0 h ) 作沉 淀剂，水热处理温度为l3 5 ，结果显示：可得粒径分布相当窄的水 热合成粉末，其大小介于1 0 n m 2 0 n m 之间；于1 0 0 0 烧结l5 h ，可得 相对密度为9 9 7 理论密度的烧结体。 桑商斌和古映莹等人i 】4 】对锰锌铁氧体纳米晶的水热法制备及热 动力学进行了研究，结果表明：水热晶化过程可分为两个阶段，前期 为成核与晶体生长阶段，后期似乎为小晶粒溶解而大晶粒继续长大阶 段，或者小晶粒相互结合的长大过程。 a o v a m a 等人【】以共沉法所得粉术，经不同球磨时间后得不同粒 子形态之粉末，以经过球磨粉末进行成形及烧结，其结果显示：于 l0 0 0 烧结，可得相对密度为9 9 7 理论密度的烧结体；于1 0 0 0 烧结 2 、4 及8 h 者，其烧结体结晶粒大小分别为1 3 、1 5 及1 9 “m ：电阻 率分别为8 0 、7 0 及5 0 q c m ；而初导磁率则为5 0 0 、5 8 0 及8 0 0 。 李培荣及吴知方等人1 1 6 】对锰锌铁氧体的水热合成及其磁热性能 进行了研究，其结果显示：锰锌铁氧体水热合成的理想条件为2 3 0 下保温l2 h ；晶相单的锰锌铁氧体具有较好的磁滞性能，在交变磁 场中具有明显的磁热效应。 r a t h 等人”7 1 利用水热法制备粒径为9 1 2n m的 m n o65 z n 。35 f e 2 0 4 ，以f e c l3 、z n c l 2 、m n c l 2 为起始原料，配制成水溶 液再混合，利用氨水来调整p h 值至1 0 ，于l8 0 中生成超微磁粒， 产物中无d f e 2 03 存在。由于z n ”在p h = 8 5 1 0 会完全沉淀，m n ”则 在p h = lo 1 l 会完全沉淀，故较适当的p h 值为1 0 。而在p h = 1 1 ，以同 样的条件处理的样品，则发现a f 。2 0 3 的存在，至于在p h = 10 所得到 的粉末，以5 0 0 热处理后，仍未见a f e 2 0 3 ，表示所生成的为 m n o65 z n o35 f e 2 0 4 单一相。 综观前人研究得知：研究皆是以p h 值来控制水热溶液的酸碱性； 合成粉末之成形体于7 0 0 1 0 0 0 下烧结，可得接近理论密度的烧结 体；初始磁导率最高可得8 0 0 ，而此时烧结体的晶粒大小为1 9 m 。 1 2 5 水热合成的改进 水热合成经过多年的发展，目前已衍生出多种改进的方法，其中 就包括球磨水热法，微波水热法，电化学水热法等多种方法a 下面就 西南科技大学硕士研究生学位论文第1o 页 本文所采用的球磨水热法和微波水热法分别予以介绍。 1 251 球磨水热法 将球磨技术用于材料的合成也有诸多的报导，y c h e n 采用球磨 低温合成的方法合成f e t i c 复合材料，研究结果表明，球磨可以显著 降低合成温度，相对于传统合成方法既简单且降低了成本【】。 r a p h a e l j a n o t 等人采用此方法合成了作为电极的高密度l i c 3 材料，认 为此种方法为合成的捷径之一，与传统方法相比更简易，更容易实现 工业生产l ”j 。n r a n d r i a n a n t o a n d r o 等人采用球磨法成功地将a f e 2 03 转变为y f e 2 0 3 ，为y f e 2 0 3 的合成开辟了新途径i ”】。其它的诸如a l n 和a l a l n 复相陶瓷的合成f 2 1 1 ，钼酸镧的合成f 22 1 ，f e 3 0 4 纳米粉体的合 成2 引，高吸附性碳的合成2 们，p z t 粉体合成【2 5 26 1 ，镁铁氧体的合成 2 ”，钡铁氧体的合成【2 引，c a f 2 纳米粉体的合成 29 1 ，纳米铁粉的合成f 3o l 等。在锰锌铁氧体的合成方面，d a r c o s 等人采用球磨方法。制备了 锰锌铁氧体纳米粉体 ，3 2 。 将水热法和球磨方法结合最早见于a a h n i y a z 等人【”l 关于 b l i f e 5 08 的合成，装置图如图所示： 图1 3 球磨水热法装置图 f g1 38 a l m ii n gh y dr o t h er m a l e q u ip m e n t 研究结果表明，通过水热球磨法，可以合成结晶良好的纳米 b l i f e5 0 8 粉体，主要原因是由于球磨可以加速固液相反应的速度， 西南科技大学硕士研究生学位论文第ll 页 同时球磨也可以将大颗粒打碎，在新的界面上更有利于反应的进行。 和传统的水热法相比，水热法可以降低反应温度，提高反应速度，通 过改变转速和球磨介质，也可以实现对晶体大小和形貌的可控调节。 1 。2 5 ，2 微波水热法 将微波用于材料的合成也已有多年的研究。l i a ox u e h o n g 等人 采用微波加热方式制备了c u 9 s8 纳米柱【”j ，e l i a sf a g u r y n e t o 等人采 用微波加热方式合成了a 1 2 0 3 ，莫来石和s i c 粉体【”】，f b e n s e b a a 等 人采用微波合成技术合成了c o 铁氧体纳米粉体1 36 j 等等。 将微波与水热技术结合是美国宾州大学的r r o y 】于1 9 9 2 年 提出的，已对几种纳米陶瓷粉体的合成进行了研究，引起国内外广泛 重视。微波水热法是把传统的水热合成法与微波场结合起来，期望 能体现出微波的独特性和水热法本身的优势，微波一水热合成法具有 加热速度快、反应灵敏、受热体系均匀等特点。 相对于传统加热方式，微波加热是介质材料自身损耗电磁场能量 而发热，加热速度快，微波加热是使被加热物本身成为发热体，不需 要热传导的过程，内外同时加热，因此能在短时间内达到加热效果： 微波加热均匀，物体各部位通常都能均匀渗透电磁波，产生热量，均 匀性大大改善：微波加热节能高效，在微波加热中，微波能只能被加 热物体吸收而生热，加热室内的空气与相应的容器都不会发热，所以 热效率极高，生产环境也明显改善：易于控制，微波加热的热惯性极 小，若配用微机控制，则特别适宜于加热过程加热工艺的自动化控制。 因此，微波加热对反应具有更高的选择性，反应副产物少，目标物的 产率和纯度更高，这对于电子产品尤其重要。s k o m a r n e n i 等人【”“1 1 的研究表明，通过微波辅助加热，可以实现快速加热，提高反应的速 度，降低反应时间，具有高效，节能，提高材料性能的特点。j i n h o l e e 等人【4 2 ，4 3 l 也采用微波水热法合成了镍铁氧体和锌铁氧体，研究表 明，在微波作用下，加热到12 0 ，保温3 0 m i n 就可以形成镍铁氧体和 锌铁氧体纳米粉体，随时间延长温度升高，晶体发育更好。相对传统 水热法，具有节能高效的特点。c a i l l o tt 等人【4 4 】也采用微波水热方 法合成了f e c o 合金c o 铁氧体的复合材料，研究也表明，在微波水 热条件下，可得到接近1 0 0 n m 的f e c o 合金，c o 铁氧体复合体，同时微 波的加入大幅度提高了反应的速度，相对常规加热方式提高了近l 0 西南科技大学硕士研究生学位论文第12 页 倍的速度。 1 3 研究目的及内容 纳米锰锌铁氧体粉体的合成一般采化学湿式法。其中包括水热 法、共沉淀法、溶胶凝胶法、喷雾干燥法及有机金属水解法等。从前 述可知，相对其它的合成方法，并且从节省能源的观点，水热合成法 因为在低温即可合成结晶性优异，具优良烧结活性的纳米粉末，使其 在合成纳米级粉末的应用上，深具吸引力。 本次研究以水热法为基础，同时采用两种新型的水热合成方法， 球磨水热法和微波水热法，研究水热过程中的工艺条件( 温度、时间) 对纳米粒子大小，形貌的影响，同时，研究不同化学组成的锰锌铁氧 体在相同工艺条件下的品粒大小、形貌的影响。本次研究的重点主要 包括以下内容： ( 1 ) 以传统水热法( c o n v e n t i o n a lh y d r o t h e r m a l ，c h ) 为纳米锰 锌铁氧体粉末制备工艺，制备m n o5 z n o5 f e 2 0 4 ，并改变其水热反应时 的温度、反应时间，研究其对粉末粒径及晶粒粒径大小的影响。 ( 2 ) 以球磨水热法( b a l l - m i l l i n ga s s i s t a n t e dh y d r o t h e r m a l ，b h ) 为纳米锰锌铁氧体粉末制备工艺，制备m n 。z n l ；f e 2 0 4 ，并改变其水 热反应时的温度、反应时间，研究其对粉末粒径及晶粒粒径大小的影 响。 ( 3 ) 以微波水热法( m i c r o w a v ea s s i s t a n t e dh y d r o t h e r m a l ，m h ) 为纳米锰锌铁氧体粉末制备工艺，制备m n 。z n l - x f e 2 0 4 ，并改变其水 热反应时间，研究其对粉末粒径及晶粒粒径大小的影响。 1 4 研究特色和创新点 本研究的创新点就在于首次采用了球磨水热法和微波水热法合 成了锰锌铁氧体纳米粉体，同时研究了工艺条件对纳米粉体合成的影 响，比较了这两种水热合成法和传统水热法相比所具有的优点，为进 一步提高锰锌铁氧体粉体性能提供一定的理论基础。 堕堕銎堡查堂堡主堡窒竺兰焦笙塞塑! ! 里 2 水热法合成纳米锰锌铁氧体 2 1 粉体的制备 本研究以目标成份组成为f e 2 0 3 ：o 5 m n o ：o 5 z n 0 ( 摩尔数比) 为合 成粉术配比( 样品组成及合成条件见表2 1 ) ，研究在传统水热条件 下，锰锌铁氧体的合成工艺条件。实验中所采用的金属硝酸盐分别是： ( 1 ) 日本关东化学株式会社( k a n k o ) 分析纯硝酸铁；( 2 ) 日本和光纯 药工业株式会社( w a k o ) 分析纯硝酸锰；( 3 ) 日本关东化学株式会 社( k a n k o ) 纯度大于9 9 硝酸锌。同时，本实验采用日本和光纯 药工业株式会社( w a k o ) 分析纯的n a o h 作为调节p h 值的试剂。 首先配制硝酸铁溶液( 1 m ) 、硝酸锰溶液( 0 2 5 m ) 、硝酸锌溶液 ( 0 2 5 m ) 和n a o h ( 4 m ) 溶液。然后根据目标成份，将硝酸铁溶液、 硝酸锰溶液、硝酸锌溶液加入5 0 m l 特氟龙容器内，于搅拌状念下进行 混合( 磁力搅拌器) ，并测其p h 值，再将n a o h 于相同转速下，缓慢地 加入已混合的金属硝酸盐溶液中，直至溶液的p h 值达到9 为止，将上 述混合溶液封闭在配有钢套的水热反应容器中，再移入电热恒温干燥 箱中，在不同温度，不同时问条件下进行水热处理。反应完毕后移出 容器，加以水冷至室温。 表2 1 样品编号表 t a b 2 1s a m d fec h ar t 样品编号化学组成 反应温度( ) 反廊时间 h 8 0 3 7 m n o5 z n o5 f e 2 0 4 8 03 h 8 0 - 6 9 m n o5 z n o5 f e 2 0 4 8 06 h 12 0 3 13 m “o55 z n o5 f e 2 0 4 l2 03 h 12 0 6 - 11m n o5 z “o5 f e2 0 4 12 06 h 15 0 3 一l5 m “o5 z n o5 f e 2 0 4 l5 03 h l5 0 6 4 m n o5 z n d 5 f 0 2 0 4 15 06 h 18 0 3 5 m n o5 z “o5 f e 2 0 4 l8 03 h l8 0 6 一i m n o5 z n o5 f e2 0 4 18 06 西南科技大学硕士研究生学位论文第l4 页 经水热处理的混合溶液，首先超声波震荡去凝聚，然后通过真空 抽滤机将固体颗粒由混合溶液中分离出来，在抽滤过程中同时加入蒸 馏水进行清洗，最终实现固液分离。经抽滤处理后得到的固体，置于 电热恒温干燥箱中，以8 0 温度干燥2 4 h 后，再经玛瑙研磨后成为实 验用粉末。具体试验流程见图2 1 。 图2 1 实验流程图 f g2 1e x p e rm e n t spr o c e d ur e 西南科技大学硕士研究生学位论文 第15 页 2 2 粉体表征方法 2 2 1x r d 分析 粉末的结晶相采用x r d ( m o d e lm x 3 v a ，m a cs c i e n c e ，j a p a n ) 分析，操作条件为：电压4 0k v 、电流4 0 m a ，扫描速度为4 0 m i n ，2 0 角度范围为1 0 8 0 度。尖晶石相的晶粒大小，是分别取其最强( 3 1 1 ) 面衍射峰的半峰宽，以s c h e r r e r se q u a t i o n ( 见式( 2 1 ) ) 计算而得： d = 0 9 九( b 。c o s e ) ( 2 1 ) d ：结晶粒径大小 b ：真实半峰宽 九：c u 靶的k 波长( 九= 1 5 4 0 5 6 a ) 其中衍射峰