磁性材料第二部分

1、2-1 2-1 尖晶石铁氧体的晶体结构尖晶石铁氧体的晶体结构基本概念：基本概念：铁氧体：包括铁族离子或其它过渡族金属离子及其铁氧体：包括铁族离子或其它过渡族金属离子及其他金属离子的氧化物（或硫化物）。他金属离子的氧化物（或硫化物）。 天然尖晶石铁氧体：有天然尖晶石铁氧体：有FeFe3+3+,O,O2-2-及其他金属离子结构及其他金属离子结构与天然尖晶石与天然尖晶石(MgAl(MgAl2 2O O4 4) )相同的氧化物相同的氧化物-晶体晶体; ; 一一般式：般式：ABAB2 2O O4 4-MeFe-MeFe2 2O O4 4晶体结构：晶体结构：. .晶体晶体晶胞：单晶、多晶晶胞：单晶、多晶

2、. .非晶体：非晶体： 纳米晶纳米晶第二章第二章 尖晶石铁氧体的晶体结构、基本特性尖晶石铁氧体的晶体结构、基本特性 铁氧体晶体结构分类：铁氧体晶体结构分类： （1 1）尖晶石：）尖晶石：ABAB2 2O O4 4，主要有，主要有NiZnNiZn和和MnZnMnZn。A A：四：四面体位置；面体位置；B B：八面体位置。：八面体位置。 （2 2）磁铅石：）磁铅石：MFeMFe1212O O1919，M M2+2+：二价金属离子。：二价金属离子。 主要有主要有BaFeBaFe1212O O1919 和和SrFeSrFe1212O O1919 （3 3）石榴石：）石榴石：R R3 3FeFe1212

3、O O1919，R R3+3+：三价稀土金属离子：三价稀土金属离子Amorphous: lacks a systematic atomic arrangementCrystalline Amorphous一、一、 单位晶胞单位晶胞结构结构 1 1、面心立方结构，以、面心立方结构，以O O2-2-为骨架构成面立方心，为骨架构成面立方心， 以以 111 111 轴为密堆积方向，重复按轴为密堆积方向，重复按ABCABC、 ABCABC，其它金属离子在，其它金属离子在O O2-2-构成的空隙中。构成的空隙中。 2 2、单位晶胞由、单位晶胞由8 8个小立方（子晶格）组成；共边个小立方（子晶格）组成；共边

4、 离子分布相同，共面不同。每个小立方含有离子分布相同，共面不同。每个小立方含有4 4个个 O O2-2-，则，则4 4 8=328=32；O O2-2-分布在对角线的分布在对角线的1/41/4、3/43/4处处 , ,并在并在B B离子对面离子对面( (有有B B离子的子晶格离子的子晶格) )靠近靠近A A离子离子 的那个位置。的那个位置。 O O2-2-间隙中嵌入间隙中嵌入A, BA, B离子。离子。 3 3、由氧离子构成的空隙分两种、由氧离子构成的空隙分两种: 4: 4个个O O2-2-构成四面构成四面 体体-A-A位位; 6; 6个个O O2-2-构成八面体构成八面体-B-B位位4 4、

5、单位晶胞中有、单位晶胞中有A A位位6464个个, B, B位位3232个个; ;实有实有A A位位8 8个个, B, B位位1616个个 5 5、单位晶胞含有、单位晶胞含有8 8个尖晶石铁氧体分子个尖晶石铁氧体分子推导：推导：A A位位: : 由每个小立方顶点由每个小立方顶点O O2-2-和对应相邻三个面心和对应相邻三个面心O O2-2-组组成，单位晶胞中成，单位晶胞中 8 8 8 = 648 = 64个个A A位位B B位：位：8 8个小立方中，个小立方中，6 6个个O O2-2- 组成一个组成一个B B间隙，每条棱间隙，每条棱边的边的2 2个顶点个顶点O O2-2-和相邻和相邻4 4个面

6、心个面心O O2-2-形成一个形成一个 B B 间隙间隙, , 因此单位晶胞因此单位晶胞 8 8 (1+12 (1+12 1/4 1/4）= 32= 32个个B B位位A A、B B位实有数：单位晶胞中有位实有数：单位晶胞中有8 8个离子占据个离子占据A A位，（有位，（有四个小立方中心各占四个小立方中心各占1 1个，即个，即4 41+1+每个小立方对角顶每个小立方对角顶点占点占4 4个个8 84/84/8）; 16; 16个占据个占据B B位（有四个小立方的体位（有四个小立方的体对角线的对角线的3/43/4处个占处个占1 1个，即个，即4 44 4），），3232个个O O2-2-；8 8

7、(AB(AB2 2O O4 4） -尖晶石晶胞的部分结构示意图尖晶石晶胞的部分结构示意图A A位置金位置金 属离子属离子B B位置金位置金 属离子属离子O O2-2-位置位置氧离子密堆积中的氧离子密堆积中的A A，B B位置位置O2-A位金位金属离子属离子B位金位金属离子属离子A位四面体位四面体B位八面体位八面体二、点阵常数二、点阵常数a a及氧参数及氧参数u u点阵常数点阵常数: 单位晶胞单位晶胞(8个子晶格个子晶格)的棱边长的棱边长; 尖晶石结构尖晶石结构:a = 4 ro(氧离子半径氧离子半径)；ro=1.32。 理论：理论：a= 7.5; 实际实际:a = 8.08.9 注注:点阵常数

8、为判定物相的一个重要参数点阵常数为判定物相的一个重要参数,可通过可通过X射线衍射测射线衍射测 a 值。点阵常数还可用作求尖晶石理值。点阵常数还可用作求尖晶石理论密度：论密度：d = 8M / No a3 ( M：分子量；：分子量；N0: 阿佛阿佛加德罗常数）加德罗常数） 2. 氧参数氧参数： O2-离它最近子晶格面的距离离它最近子晶格面的距离,单位为单位为a, 用用u表示表示;它它是描写尖晶石铁氧体中是描写尖晶石铁氧体中O2-真实位置的一个参数。真实位置的一个参数。 理论时理论时 : = 0.375a ;实际实际: = 0.3790.385a 2uaO2-B位位A位位aa=402r点阵常数点阵

9、常数a氧参数氧参数u以氧参数为单位可推出以氧参数为单位可推出A，B位空隙半径：位空隙半径： rA = (u-1/4)a - ro rB = (5/8-u)a - ro 由上式知：由上式知：（1）因）因A离子进入造成晶格尺寸胀大后离子进入造成晶格尺寸胀大后, u , rA , rB ; A、B两者位置大小逐渐趋近两者位置大小逐渐趋近,A位扩大位扩大,B位位缩小。缩小。（2）A位近邻位近邻4O2-均匀的向外移，仍保持正四面均匀的向外移，仍保持正四面体体,即仍为立方对称即仍为立方对称; 而而B位近邻位近邻6O2-并非都一致并非都一致移动移动,所以当所以当 u 0.375a时时,B位失去立方对称位失去

10、立方对称,即使即使在理想时在理想时,虽近邻虽近邻6个个O2-立方对称立方对称,但次近邻底但次近邻底6个个B位金属离子为非立方对称位金属离子为非立方对称,对某一对某一111轴可看作轴可看作一一B位的位的120o旋转对称轴旋转对称轴,又称三重对称轴又称三重对称轴;O2-B位金属离子位金属离子B B位置的位置的120120三重旋转轴三重旋转轴三、三、 离子置换条件离子置换条件多元铁氧体多元铁氧体：MeFe2O4AxnABynBCznC- -O4正分置换条件正分置换条件: x+y+z+ - = 3（阳离子总数）（阳离子总数） x nA+y nB+z nC = 8 (电价平衡，必要条件）电价平衡，必要条

11、件） 3. 离子取代过程可能出现情况：离子取代过程可能出现情况： (1) 阳离子总数阳离子总数3。 例如例如 ：r-Fe2O3 Fe8 / 3O4Fe8/3 1/3O4 如用如用Li1+取代取代Fe3+： x最大取代值最大取代值x=0.5， 即即Li0.5Fe2.5O4 (2) 阴离子阴离子4，出现缺氧情况。，出现缺氧情况。 （3）多种离子的复合取代）多种离子的复合取代 xMe1+ + xMe5+ 2xFe3+ xMe4+ + xMe2+ 2xFe3+ x (Me6+ +2Me1+ ) x(Me2+ +2Fe3+)（4）受化学键，晶体电场等影响，离子置换应满足离子）受化学键，晶体电场等影响，离

12、子置换应满足离子 分布一般规律分布一般规律2-2 2-2 尖晶石铁氧体中金属离子分布规律尖晶石铁氧体中金属离子分布规律亚铁磁性产生于亚铁磁性产生于A A、B B超交换作用，超交换作用，A A、B B分分布直接影响材料的磁特性；离子分布取决于自由布直接影响材料的磁特性；离子分布取决于自由能能一、金属离子分布的一般规律一、金属离子分布的一般规律二、影响金属离子分布的因素二、影响金属离子分布的因素影响内能的因素影响内能的因素温度对金属离子分布的影响温度对金属离子分布的影响 三、三、 金属离子在金属离子在A、B位上的有序排列位上的有序排列一、金属离子分布的一般规律v 对于尖晶石铁氧体：对于尖晶石铁氧体

13、： 分子式分子式 MeFeMeFe2 2O O4 4 分布式分布式: (Me: (Mex xFeFe1-x1-x)MeFe)MeFe1+x1+xOO4 4 x=1x=1： (Me)Fe(Me)Fe2 2OO4 4 - -正尖晶石正尖晶石 x=0 x=0： (Fe(Fe3+3+)Me)Me2+2+FeFe3+3+OO4 4 - -反型尖晶石反型尖晶石 0 x 1 : (Me0 x0.379 qu0.379 qA A=2=2，形成正尖晶石，形成正尖晶石 u0.379 qu0.379 u0.379 ，有利于形成正尖晶石，有利于形成正尖晶石 （2 2）u u 有利于低价占有利于低价占A A位位; u;

14、 u 有利于高价占有利于高价占A A位位; ; （3 3）因实际的）因实际的ABAB2 2O O4 4的的 u0.379, u0.379, 所以应形成正尖晶石所以应形成正尖晶石, ,而实际上仅而实际上仅 ZnFeZnFe2 2O O4 4为正型为正型,MnFe,MnFe2 2O O4 4近正型其他铁氧体近正型其他铁氧体均为反型均为反型, ,说明要多方面考虑说明要多方面考虑.(p8).(p8) 电负性相差不大的原子间共用以对或几对电子所产电负性相差不大的原子间共用以对或几对电子所产生。主要特征：饱和性，方向性。生。主要特征：饱和性，方向性。 尖晶石铁氧体中，氧离子提供共用电子对，尖晶石铁氧体中，

15、氧离子提供共用电子对，3d3d金属金属离子提供接受电子的空轨道。离子提供接受电子的空轨道。 四面体四面体 -sp-sp3 3杂化（杂化（ ZnZn2 2 ，CdCd2+2+，InIn3+ 3+ ） ZnZn2+2+：1S1S2 22S2S2 22P2P6 63S3S2 23P3P6 63d3d1010 八面体八面体 -dsp-dsp3 3 、dspdsp2 2杂化杂化 ( Cu( Cu2+ 2+ ) ) Cu Cu2+2+：1S1S2 22S2S2 22P2P6 63S3S2 23P3P6 63d3d1010 Zn Zn2+2+，CdCd2+2+，GaGa3+3+ sp sp3 3 四面体四面

16、体 正尖晶石正尖晶石 CuCu2+2+，MnMn2+2+ dsp dsp2 2 八面体八面体 反尖晶石反尖晶石 .3d.3d1 1、3d3d2 2、3d3d3 3、3d3d6 6、3d3d7 7、3d3d8 8 占占B B位后能量下降。位后能量下降。特别特别3d3d3 3 (Cr(Cr3+3+) )、3d3d8 8 (Ni(Ni2+2+) ) 特喜占特喜占 B B位位. . .3d.3d4 4 (Mn(Mn3+3+) )、3d3d9 9 (Cu(Cu2+2+) J-T) J-T效应效应 形成八面体形成八面体, ,金属离子在金属离子在B B位虽有一电子占高能轨道，但总能量下位虽有一电子占高能轨道

17、，但总能量下降，故占降，故占B B位有利。位有利。 单从晶场考虑，除了单从晶场考虑，除了3d3d5 5 ,3d,3d1010离子外，从能量角度离子外，从能量角度看，均有占看，均有占B B位的趋势，易形成反型尖晶石位的趋势，易形成反型尖晶石晶体电场 v晶场对晶场对3d3d轨道能级的分裂轨道能级的分裂晶体电场晶体电场: : 由由O O2-2-提供的静电场对金属离子提供的静电场对金属离子3d3d轨道有作用，与电子轨轨道有作用，与电子轨道，配位体及其对称性有关。道，配位体及其对称性有关。影响影响: : 1.1.对离子对离子, ,分子磁距分子磁距; ; 2.2.离子的占位离子的占位 3.3.晶体磁晶各向

18、异性；晶体磁晶各向异性； 4 4磁晶体电场对磁晶体电场对3d3d轨道分裂轨道分裂: : 3d3d轨道轨道: n=3, l=0: n=3, l=0，1 1，2, m2, ml l = 0 = 0、 1 1、 2 2（简并）（简并） - 3d - 3dxyxy, 3d, 3dyzyz , 3d, 3dxzxz， 3d3dx x2 2-y-y2 2 , 3d, 3dz z2 2 2/5 t3/5 t在四面体，八面体晶场的作用下的能级分裂：八面体晶场dx2-y2四面体晶场能量dz2exedxydxzdyzdxydxzdyzdx2-y2dz2球形场dx2-y2dz2dxydxzdyzto2/5 O3/5

19、 O3dz23dxy能级分裂结果 四面体：E(e)=-3/5t,E(t 2)=2/5t 八面体： E(eg)=3/5o,E(t 2)=-2/5o t = -4/9oeNtNCFSEeNtNCFSEttgogO5352535222八面体四面体晶场稳定能d1 d6 d2 d7 d3 d8 d4 d9 d0 d5 d10-2/5o -4/5o -6/5o -3/5o 0-3/5t -6/5t -4/5t -2/5t 0结论：结论：（1 1）由于晶场对能级简并分裂，使）由于晶场对能级简并分裂，使3d3d电子能量下降（电子能量下降（3d3d0 0 3d3d5 5 3d3d1010除外）除外）（2 2）

20、3d3d电子在八面体晶场中能量下降电子在八面体晶场中能量下降大于四面体晶场，因此大于四面体晶场，因此3d3d离子趋向占位离子趋向占位八面体，特别八面体，特别3 3d3 ，3d8 。v Jahn-Teller Jahn-Teller效应效应Jahn-Teller效应： 主要是指畸变八面体晶场对3d能级的分裂。畸变是沿Z轴伸长的八面体。3dx2-y22/3aeg四方双锥场正八面体场球形场a1/21/21/3at2g3dz2能量Jahn-TellerJahn-Teller效应对效应对3d3d4 4(Mn(Mn3+3+) )、3d3d9 9(Cu(Cu2+2+) )影响影响最大。因为最大。因为3d3d

21、4 4、3d3d9 9离子离子易形成易形成dsp2dsp2杂化轨道，杂化轨道，在八面体中与在八面体中与XYXY平面的平面的O O2-2-形成杂化键，平面内形成杂化键，平面内的的4 4个个O O2-2-与金属离子较近，与金属离子较近，而与而与 Z Z 方向二个方向二个O O2-2-较远，较远，故形成长的八面体。电故形成长的八面体。电子占据子占据3dz3dz2 2有利于能量降有利于能量降低低xyz（二）、温度对金属离子分布的影响（二）、温度对金属离子分布的影响F = U TS F = U TS （U U为内能，基于为内能，基于0 K0 K时的平衡态来处理离子分布）时的平衡态来处理离子分布）对于对于

22、 (Me(Me2+2+x xFeFe3+3+1-x1-x)Me)Me2+2+FeFe3+3+1+x1+xOO2-2-4 4温度温度T T与分布参数与分布参数X X 之间的之间的关系：关系： x(1+x) / (1-x)x(1+x) / (1-x)2 2 = exp(- E/ kT ) = exp(- E/ kT ) 其中其中E:E:表示表示MeMe2+2+由由B B位进入位进入A A 位所需的能量位所需的能量 T T 很高，很高，KT E, x =1/3 KT E, x =1/3 混乱分布混乱分布 T= 0 K T= 0 K ，E 0E 0，x = 0 x = 0 反尖晶石反尖晶石 E 0E

23、. 1.按特喜位分布，有按特喜位分布，有B B位趋势的先占位趋势的先占B B位位, ,把趋势把趋势 弱的赶入弱的赶入A A位位 2.2.考虑轨道磁距淬灭及离子价变化情况考虑轨道磁距淬灭及离子价变化情况; ; 3. 3.受温度影响受温度影响; ;2.2.饱和磁化强度饱和磁化强度 Ms Ms （单位体积）（单位体积）; ; 比饱和磁化强度比饱和磁化强度 s s （单位质量）（单位质量） s s ( T=0) = N n( T=0) = N nB B B B 10103 3 /M=5585n /M=5585nB B/M/M（AmAm2 2/Kg/Kg）， Ms = Ms = s s d=8 nd=8

24、 nB B B B /a /a3 3（A/mA/m） M: M: 分子量分子量; N: ; N: 阿佛加德罗常数阿佛加德罗常数;n;nB B: :一个分子的磁距数；一个分子的磁距数； d: d: 密度密度 四、多元铁氧体的分子磁距1. 含含Zn2+ 的多元铁氧体的多元铁氧体: (Zn2+Me1-x)Fe23+O4 -Zn2+占占A位位, nB=0; 分子磁距分子磁距 = |nB nA| = 10B - (1-x)nMe2+ 注：注：x , n 分子分子 成立条件成立条件: x在一定值范围内。在一定值范围内。 因为因为Zn离子离子占据占据A位位,使使A位磁性离子数下降位磁性离子数下降, A、B位

25、离子偏离原来自旋位离子偏离原来自旋取向的位置，因而导致取向的位置，因而导致n分分不一定不一定 。2.含含Al3+的多元铁氧体的多元铁氧体 -Al3+占占B位位, 非磁性非磁性 nB = 0; 一般一般x , n分子分子 ,可能出现可能出现 Ms 的的补偿点补偿点 .3.含含MgMn等的多元铁氧体等的多元铁氧体43322OAlFeMexx五、饱和磁化强度与温度的关系五、饱和磁化强度与温度的关系TMMB0MBMsTMAMA0MM f fTMBMBMsMsMAMATMP型曲线型曲线Q型曲线型曲线N型曲线型曲线铁氧体不同类型的铁氧体不同类型的MsMsT T曲线曲线BACK五、饱和磁化强度与温度的关系五

26、、饱和磁化强度与温度的关系铁氧体铁氧体Ms变化较大变化较大影响影响Ms变化的大小的因素：变化的大小的因素： 1. 产生交换作用离子对键数目产生交换作用离子对键数目 2. 磁性离子与磁性离子与O2- 间的距离与夹角间的距离与夹角 3. 磁性离子种类磁性离子种类一、居里点一、居里点Tc： 由于温度变化。磁性材料由（亚）铁磁性转变为顺磁性对由于温度变化。磁性材料由（亚）铁磁性转变为顺磁性对应的温度点应的温度点 通常情况下：通常情况下：Fe3+OFe3+交换作用最强，铁氧体中含有交换作用最强，铁氧体中含有Fe3+越多，越多，Tc越大，稳定性越好。越大，稳定性越好。例：例： -Fe2O3 : Tc 90

27、0K： Li0.5Fe2.5O4: Tc 940K2-42-4磁晶各向异性磁晶各向异性和磁致伸缩特性和磁致伸缩特性( (本征特性本征特性）2-4-1 2-4-1 立方晶系磁晶各向异性的表达式立方晶系磁晶各向异性的表达式 磁晶各向异性：磁化的难易程度与晶体对称性相磁晶各向异性：磁化的难易程度与晶体对称性相关的现象。关的现象。 用用K K 表示。表示。 K K影响结果影响结果: : 1.1.磁畴结构磁畴结构; ; 2.2.磁化过程、磁滞回线，磁化过程、磁滞回线，Hc, Hc, i i等；等； 3.3.旋磁中旋磁中H;H;4.4.立方各向异性：立方各向异性：Ek=Ko+K1(Ek=Ko+K1(1 1

28、222+MsMsKHdMHdMVE100011101对于尖晶石立方铁氧体对于尖晶石立方铁氧体, ,一般以一般以K K1 1为主为主( (即即K K1 1KK2 2); ); 当当K K1 1 0,100 0,100为易磁化方向为易磁化方向; ; 当当K K1 1 0,111 0,111为易磁化方向为易磁化方向; ; 当当(- 4/9)K(- 4/9)K2 2 K K1 10, 1100, 110为易磁化方向为易磁化方向; ; 注注: :对于尖晶石铁氧体一般对于尖晶石铁氧体一般K K1 100 0 在在100 100 方向方向; ;如如CoCo2+2+不均等分布于四个不均等分布于四个B B位，这

29、种状态将会导位，这种状态将会导致感生单轴各向异性。致感生单轴各向异性。对其它离子对其它离子:Fe:Fe2+2+,Ni,Ni2+2+,Cu,Cu2+ 2+ 等由于等由于 L L 淬灭淬灭, ,应应无大的磁晶各向异性无大的磁晶各向异性. . 特殊情况：特殊情况： 1.T1.T 0K0K时时, S-L, S-L微扰微扰, ,使基态与激发态混合使基态与激发态混合, ,使已淬灭使已淬灭 的的L L又部分复活又部分复活, , 出现磁各向异性出现磁各向异性; ; 2.2.对对L L淬灭离子的晶体计算表明淬灭离子的晶体计算表明, ,高次微扰各向异性强高次微扰各向异性强 烈地依赖于烈地依赖于S S，当单轴对称，

30、当单轴对称 s1; s1;立方对称立方对称 s2; s2; 对对 K K有贡献；立方晶系中有贡献；立方晶系中 s2, s2,仅仅 有有MnMn2+2+、 MnMn3+3+、FeFe2+2+、FeFe3+3+; ;3.3.有人认为有人认为MnFeMnFe2 2O O4 4; Li; Li0.50.5FeFe2 2O O4 4; MgFe; MgFe2 2O O4 4; CuFe; CuFe2 2O O4 4； NiFeNiFe2 2O O4 4 的磁各向异性均来自的磁各向异性均来自 FeFe3+3+( (在八面体在八面体) )故均故均 应为应为 - K- K1 1 且较小，但且较小，但 NiFe

31、NiFe2 2O O4 4;CuFe;CuFe2 2O O4 4 的的 K K较较 大大, ,缺乏进一步的解释缺乏进一步的解释4.Fe4.Fe2+2+(Fe(Fe3 3O O4 4) ) 在在 MnZn MnZn 中实践表明为中实践表明为 +K +K 作用作用, , 也缺乏足够的解释，可能与相变温度有关也缺乏足够的解释，可能与相变温度有关, , 正交正交 立方立方, T=130K, T=130K变量变量5.5.在单离子模型中有几种磁晶离子共有时在单离子模型中有几种磁晶离子共有时, ,磁晶磁晶 各向异性为单个离子贡献和各向异性为单个离子贡献和; ; 例：例：MnMnx xZnZn1-x1-xFe

32、Fe3 3O O4 4掺入少量：掺入少量：FeFe2+2+(Co(Co2+2+) )T f c掺入少量：掺入少量：Fe2+(Co2+)基体基体多元铁氧体多元铁氧体k(p28): (p28): 1.Fe1.Fe3+3+,Mn,Mn2+2+(3d(3d5 5), ), 无无L, kL, k1 1很小。很小。 2.2.轨道磁矩淬灭，轨道磁矩淬灭，(Fe(Fe3+3+,Cu,Cu2+2+,Ni,Ni2+2+),),由于由于S-LS-L耦合耦合, , 温度温度KTKT等微扰作用等微扰作用, ,使使L L部分复合部分复合, k, k1 1较大；较大； 3. L3. L未被淬灭的离子未被淬灭的离子CoCo2

33、+2+, k, k1 1很大很大, ,为正；为正； 1.k1.k1 1随随T T 而而, ,热能使磁矩取向分散热能使磁矩取向分散, ,难易方向能难易方向能 量差小量差小( (此作用掩盖了此作用掩盖了L L的复合作用的复合作用) ) 2.Fe2.Fe3 3O O4 4的的k k1 1在低温时变化很大在低温时变化很大,T=130K, k,T=130K, k1 1由正由正 变负变负, ,原因原因: T=119K: T=119K时出现有序时出现有序 无序的转变无序的转变, , 晶格发生畸变晶格发生畸变1.1.加加 ZnFeZnFe2 2O O4 4 使使 k k1 1 , , i i 例例: MnFe

34、: MnFe2 2O O4 4, k, k1 1 = -37.9 = -37.9 10102 2J/mJ/m3 3 Mn Mn 0.45 0.45 Z Z 0.55 0.55 FeFe2 2O O4 4, k, k1 1 = -3.8 = -3.8 10102 2J/mJ/m3 3 2.2.二种单元铁氧体固溶时的二种单元铁氧体固溶时的k k1 1 , ,当占位不变当占位不变, ,体态体态 不变时，不变时， k k1 1可以近似用内插法计算可以近似用内插法计算, ,如如 MgMn ,NiMgMgMn ,NiMg等等; ; 3.CoFe3.CoFe2 2O O4 4与其他铁氧体的固溶体与其他铁氧体

35、的固溶体, k, k1 1可以得到补可以得到补 偿偿; ;因为因为 CoFeCoFe2 2O O4 4的的k k1 1为正为正, ,且很大且很大, ,其他一般为其他一般为 负负; ; 少量少量CoFeCoFe2 2O O4 4 加入加入, ,可使可使k k1 1 , ,改善温度特改善温度特 性及其他特性性及其他特性( (如软磁如软磁 , f , f 等等) )。利用。利用CoCo2+2+ 在在CoFeCoFe2 2O O4 4中的扩散可产生单轴各向异性。中的扩散可产生单轴各向异性。4. Fe4. Fe2+2+对各向异性影响对各向异性影响 FeFe3 3O O4 4与与MnFeMnFe2 2O

36、O4 4或或MnZn(MnMnZn(Mnx xZnZn1-x1-xFeFe2 2O O4 4) )的固溶体的固溶体 的的k k 值：值：FeFe3 3O O4 4加入后加入后, ,可使可使k k 至至0 0或变为正值或变为正值 (20(20o oC C左右左右),),故故FeFe3 3O O4 4在此起正在此起正 k k1 1 的作用的作用;Fe;Fe2+2+ 的的k k有时也表现出负值：有时也表现出负值： FeFe3 3O O4 4由由TiTi4+4+和和 FeFe3+3+取取 代代2Fe2Fe3+ 3+ xFexFe2 2TiOTiO4 4(1-x)Fe(1-x)Fe3 3O O4 4 当当x x ,k,k1 1的的0 0点点 ( (补偿点补偿点) )移向低温移向低温, ,在常温时在常温时k k1 1值变得更值变得更 负负;Fe;Fe3 3O O4 4在在NiFeNiFe2 2O O4 4中有实验认为也起正中有实验认为也起正 k k 作用。作用。2-4-52-4-5感生单轴各向异性感生单轴各向异性一一. .根源根源:3d:3d电子受立方晶体中