鐵氧體是一種具有鐵磁性的金屬氧化物．目前恢氧體的種類繁多，性能各異，但從晶體結(jié)構(gòu)來說，土要有三種類型：尖晶石型、磁鉛石型和石榴石型．鐵氧體為什么會(huì)有磁性?為什么用某些磁性很弱的原料，按適當(dāng)?shù)谋壤浜?，?jīng)過一定的加工，會(huì)顯示出很強(qiáng)的磁性呢？這是因?yàn)殍F氧體的磁性與晶體結(jié)構(gòu)有著密切的天系，所以必須進(jìn)一步研究鐵氧休的結(jié)晶狀態(tài)．
本章著重討論鐵氧體的晶體紹構(gòu)、離子久晶體中的分布以及對(duì)材料性能的影響．重點(diǎn)介紹尖晶石型結(jié)構(gòu)，對(duì)其他兩種類型只作一般說明．希望能對(duì)鐵氧體的晶體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、離子的分布狀態(tài)行一定了解，以便有效的保證產(chǎn)品的穩(wěn)定性和一致性．
尖品石型品體結(jié)構(gòu)的一個(gè)晶胞共有56個(gè)離子，相當(dāng)廣8Fe2O4，其小有24個(gè)金屬離子，32個(gè)氧離子．由于晶腦中的離子很多，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，不易全部畫出．圖2.1表示丁部分金屆離子在昆胞少的分布．佰個(gè)晶腦實(shí)際上可以分為8個(gè)小立方體，這8個(gè)小立方休又分為兩類每種各有4個(gè)；鑄兩個(gè)共邊的小立方體是同艾的，仍明個(gè)共面的小立方體分屆325F同進(jìn)殲的結(jié)構(gòu)．

 

 
在每個(gè)不同類型的小立方休內(nèi)都行4個(gè)氧離子．在8個(gè)小立方體小，氧離于部位十體對(duì)角線點(diǎn)至頂?shù)闹行模捎谘蹼x子比鉸大，金屆離子比較小，而以氧離子作為密堆積結(jié)構(gòu)，金質(zhì)離子都填充在氧離子密堆積的空隙．氧離子之間存在兩種空隙：即八面體空隙和四面休空隙(見圖2.2)．八百休空隙被六個(gè)氧離廣包圍，出六個(gè)氧離子中心聯(lián)織構(gòu)成八個(gè)三角形平面，而稱八面你，其空隙較大，也稱為B位．四面體空隙則是由四個(gè)閏離子包圍而形成的，四個(gè)氧離于巾心的聯(lián)線構(gòu)成四個(gè)三角形平面，日：以稱四面體，其空隙餃小，也稱為d位．
 

 
 
在尖晶石晶腦巾，氧離子密堆積后構(gòu)成了64個(gè)四面體空隙和32個(gè)八面體空隙，所以一個(gè)晶胞丈有96個(gè)空隙．但是每個(gè)品胞的尖晶石型鐵氧休共有8個(gè)MeFe204分子，由于化學(xué)價(jià)平衡的結(jié)果，只有8個(gè)金屬離子Me占A位(也稱為8a)16個(gè)金屬離子Fe占B位(也稱為16d)．就是說只有24個(gè)空隙被金屬離子填充，而72個(gè)空隙是缺位．這種缺位是由離子司化學(xué)價(jià)的平衡作用等因素所決定的，但卻易于用其他金屬離：嚴(yán)填充初替代，為鐵勻休的摻雜改性提供了有利條件，也是尖晶石型欽氧體可以制備成具有各種不同性能的軟磁、矩磁、旋磁、壓隘材料，得致極其廣泛應(yīng)用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)．
四面體和八面體小間的空隙究竟有多大呢9這既和具體材料山和氧離子在晶胞中位移的大小都有關(guān)．在理想情況下，氧離廣作為無任何形變的剛性球，可以排成面心立方點(diǎn)陣．前面已經(jīng)提到氧離子位別、立方體(也稱子晶格或次晶格)對(duì)角紋點(diǎn)至頂點(diǎn)的中心，也就是在對(duì)角線的3/4處(見圖2.3)．如以點(diǎn)陣常數(shù)為單位，則氧離子的這個(gè)位置相當(dāng)?shù)淖鶚?biāo)為3/8．達(dá)可由氧離子和小立方體的一個(gè)面之間的眶離算出．如用座標(biāo)值U表示氧離子的位置(U稱為氧參量)，則理

 
 
 

 
 
在生產(chǎn)實(shí)際小金屬離子友尖晶石結(jié)構(gòu)市的分布是比較復(fù)雜的，影響因素包餃多．一般認(rèn)為金屬離子在A、B位置J：的分布和離子半徑、電子層結(jié)構(gòu)、離子間價(jià)鍵的平衡作用以及離子的有序現(xiàn)象(即離于自發(fā)的個(gè)規(guī)則排列趨勢(shì))等閑縈有關(guān)，它是晶體站構(gòu)內(nèi)部各種矛盾對(duì)立統(tǒng)一的結(jié)果．在實(shí)踐和理論分肝的基礎(chǔ)k，下面儀就金屆離子在尖品石結(jié)構(gòu)中外布的某些傾向作扼要的歸納。
金屬離子占據(jù)A、B位置的趨勢(shì)是各種因素的綜合
平衡的結(jié)果．一般認(rèn)為尖晶石結(jié)構(gòu)中的B位比A位大，所以離子半徑大的傾向于占B位，離子半徑小故傾向于占A位。也較差．所以生產(chǎn)中常用高溫淬火的方法生產(chǎn)ZnFe2O和MgFez04．可見表面看來金屬離子的分布極為復(fù)雜，影響因素也較多．但是通過現(xiàn)象看本質(zhì)，金屬離子的分布還是有一定規(guī)律性的．幾種尖晶石型鐵氧體在平衡態(tài)時(shí)的金屆離子分布以及其他參數(shù)見表2.2．
前面討論了單紀(jì)分尖晶Zf型鐵氧體的晶體結(jié)構(gòu)．如果將兩種或AV種以上的正刑成反型的咆組分尖品心欽氧體按一定比例混合，即可配制成滿足各種不同性能要求的尖晶石織復(fù)合鐵氧體．各種單組分尖昆石鐵紹體是由兩種金屬離產(chǎn)組成的．雖然這兩種金屬離子可以合不同的離子價(jià)，并且可以，U不同的比例組成固解體.
由于金屆離子的化學(xué)價(jià)很不相同，各種尖吊石型鐵氧體具有不同的形式．各種不同形式的鐵氣體也可以看成是由于不同化學(xué)價(jià)的金屬離子互相置換的結(jié)果，置換前后的化學(xué)價(jià)和金屬離子數(shù)必頒相等．d1各種不問化學(xué)價(jià)的金偶離子所組成的各種鐵氧體和各種金屆離子的半徑列于表2．3和2．4．

 

總之，六角品系碰鉛石結(jié)構(gòu)的鐵氧休相立方品系尖晶石結(jié)構(gòu)的鐵氧體有很大的不同．磁鉛石結(jié)構(gòu)的品格常數(shù)ca，且由于O—重復(fù)次數(shù)和Bk離子層出現(xiàn)的間隔不同，結(jié)構(gòu)上有各種不同類型，而在應(yīng)用上有很大特點(diǎn)，既可作為硬磁材料，又可作為基高頻軟磁材料，應(yīng)用餃為廣泛．http://www.mybigc.cn