AxMn1-xFe2O4铁氧体(A=Zn,Ni)中阳离子的占位有序化行为研究

基于尖晶石晶体结构信息,本文采用热力学三亚晶格模型,将材料热力学计算和第一性原理计算相结合,研究了Zn_xMn_(1-x) Fe_2O_4和Ni_xMn_(1-x)Fe_2O_4立方相中的Zn~(2+)、Ni~(2+)、Mn~(2+)以及Fe~(3+)在8a和16d亚晶格上的占位有序化行为。结果表明:在锰铁氧体中,室温下Mn~(2+)完全占据在8a亚晶格上,Fe~(3+)完全占据在16d亚晶格上,属于正尖晶石结构;随着热处理温度升高,在1 273 K达到热处理平衡时的占位构型为(Fe~(3+)0.09Mn~(2+)0.91)[Fe~(3+)1.91Mn~(2+)0.09]O_4,在热处理温度升至1 473 K时,达到热处理平衡时的占位构型为(Fe~(3+)0.11Mn~(2+)0.89)[Fe~(3+)1.89Mn~(2+)0.11]O_4,均与实验结果符合较好。在锌铁氧体中,室温下Zn~(2+)完全占据在8a亚晶格上,Fe~(3+)完全占据在16d亚晶格上,属于正尖晶石结构;在热处理温度较高时,Zn~(2+)和Fe~(3+)发生部分置换,符合实验结果。在镍铁氧体中,半数的Fe~(3+)在室温下占据在8a亚晶格上,Ni~(2+)与剩下另一半的Fe~(3+)共同占据在16d亚晶格上,仅在热处理温度较高的时候发生微弱变化,亦与已有的实验结果吻合。在此基础上,本文进一步通过热力学模型研究了立方相尖晶石结构的Zn_xMn_(1-x)Fe_2O_4、Ni_xMn_(1-x)Fe_2O_4复合体系中阳离子占位行为与热处理温度对占位的影响规律。     

AxMn1-xFe2O4铁氧体(A=Zn,Ni)中阳离子的占位有序化行为研究

基于尖晶石晶体结构信息,本文采用热力学三亚晶格模型,将材料热力学计算和第一性原理计算相结合,研究了Zn_xMn_1-x Fe₂O₄和Ni_xMn_1-xFe₂O₄立方相中的Zn²⁺、Ni²⁺、Mn²⁺以及Fe³⁺在8a和16d亚晶格上的占位有序化行为。结果表明:在锰铁氧体中,室温下Mn²⁺完全占据在8a亚晶格上,Fe³⁺完全占据在16d亚晶格上,属于正尖晶石结构;随着热处理温度升高,在1 273 K达到热处理平衡时的占位构型为(Fe_0.09³⁺Mn_0.91²⁺)[Fe_1.91³⁺Mn_0.09²⁺]O₄,在热处理温度升至1 473 K时,达到热处理平衡时的占位构型为(Fe_0.11³⁺ Mn_0.89²⁺)[Fe_1.89³⁺Mn_0.11²⁺]O₄,均与实验结果符合较好。在锌铁氧体中,室温下Zn²⁺完全占据在8a亚晶格上,Fe³⁺完全占据在16d亚晶格上,属于正尖晶石结构;在热处理温度较高时,Zn²⁺和Fe³⁺发生部分置换,符合实验结果。在镍铁氧体中,半数的Fe³⁺在室温下占据在8a亚晶格上,Ni²⁺与剩下另一半的Fe³⁺共同占据在16d亚晶格上,仅在热处理温度较高的时候发生微弱变化,亦与已有的实验结果吻合。在此基础上,本文进一步通过热力学预测建立了立方相尖晶石结构的Zn_xMn_1-xFe₂O₄、Ni_xMn_1-xFe₂O₄复合体系中阳离子占位行为与热处理温度对占位的影响。