稀土掺杂SmFeO3的制备与性能研究(2)
3.1.2粉体颗粒形貌分析 10
3.1.3 磁性分析 10
3.2 掺杂Tb的SmFeO3粉体 11
3.2.1物相分析 11
3.2.2 TG/DSC分析 13
3.2.3粉体颗粒形貌分析 13
3.2.4 磁性分析 14
3.3 掺杂Mn的SmFeO3粉体 14
3.3.1物相分析 14
3.3.2 TG/DSC分析 16
3.3.3 粉体颗粒形貌分析 16
3.3.4 磁性分析 17
4 结论 18
致谢 19
参考文献 20
1 文献综述
1.1 前言
近年来，稀土复合金属氧化物ABO3以其优良的磁光性能、极快的磁畴运动速度和快响应引起人们的极大关注。是目前现代光通信技术等领域中需要的高性能磁光材料。具有钙钛矿型结构的稀土复合金属氧化物ABO3 是一种非常重要的无机材料,近年来备受材料科研工作者的高度关注，它们具有良好的催化性、巨磁电阻效应。ABO3结构的特殊性，使这类化合物具有抗磁、铁磁、超导等优良性质，可作为燃料电池的阴极材料和固体电解质。它们在吸附和催化过程中也很有特点，是良好的气敏元件材料和氧化还原型催化剂。
溶胶-凝胶法是20世纪80年代以来比较流行的制备低文材料的软化学方法，因为其制得的材料纯度高、化学组成准确、均匀性好，同时具有工艺简单、成本低廉等优点，得到了广泛的应用[1]。近年来人们又发现该类材料具有良好的气敏特性， 比单一氧化物具有更好的灵敏度和选择性，而且粒径在1nm~100nm范围内的纳米粒子具有比表面积大、表面活性高及与气体作用强等特点，因此研究稀土复合氧化物纳米材料的制备和性能以开发新型气敏材料正日益引起人们的重视[2-3]。
本实验采用溶胶-凝胶法，通过控制适当的工艺过程，制备了具有单一正交钙钛矿相结构的SmFeO3纳米粉体，并详细地探索研究了以此粉体为基体的各种性能。
1.1.1 SmFeO3概述
钙钛矿型复合氧化物是一种具有独特物理性质和化学性质的新型无机非金属材料。SmFeO3是由稀土元素Sm掺杂Fe2O3而得到的一种钙钛矿型复合氧化物。它具有较稳定的晶体结构，及多种活性性能，因而在电学、光学、磁学、催化等领域有广泛的用途[4-5]。SmFeO3 作为一种永磁材料和气敏材料得到了广泛的研究应用。纳米晶SmFeO3薄膜是良好的半导体材料，是钙钛矿结构。半导体金属氧化物气敏材料的发展研究经历了从单一金属氧化物到掺杂改性再到复合金属氧化物的发展过程。具有钙钛矿型结构的稀土复合金属氧化物ABO3 是一种非常重要的无机材料,近年来备受材料科研工作者的高度关注。迄今为止，人们已通过不同的方法合成了SmFeO3和其他钙钛矿型复合氧化物，例如：固相法[6、7]、溶胶-凝胶法[8]、水热法[9]、声化学合成法[10]和微乳液法[11]。但有关合成SmFeO3 和其他钙钛矿型复合氧化物膜和粉末有很多研究，而合成SmFeO3和其他钙钛矿型复合氧化物纳米线较少见。
1.1.2 SmFeO3的结构
钙钛矿型（ABO3）复合氧化物是一种具有独特物理性和化学性质的新型无机非金属材料，其结构示意图如图1所示。A位一般是稀土或碱土元素离子，B位为过渡元素离子，A位和B位皆可被半径相近的其他金属离子部分取代而保持其晶体结构基本不变。其中A位位于12个氧原子组成的十四面体的中央，与12个氧原子配位，而B位离子一般占据一个八面体结构中心，位于6个氧原子组成的八面体中央，A位离子和氧离子组成一个面心立方格子。结构如下：