氧化锆颗粒系统的动力学体积响应的模拟研究

数值研究了垂直脉冲激励下单分散球形氧化锆颗粒体系的动力学体积响应谱,分析了激励振幅对颗粒体系弛豫过程和体积响应谱的影响。结果发现:1在经历一系列低于临界振幅Γ*的垂直脉冲激励激励后,颗粒系统最终达到一个新的稳态;且达到新稳态所需的弛豫时间τ_0和最终堆积密度ρ_f都取决于外部激励的振幅;2由数值方法得到的氧化锆颗粒系统的体积响应因子的实部存在一个子峰,虚部存在两个子峰,这两个子峰可能代表了颗粒系统在外部激励条件下不同状态的转变点。     

颗粒密度对氧化锆颗粒系统的动力学体积响应的影响

通过测量了垂直脉冲激励下不同密度的球形氧化锆颗粒体系的动力学体积响应谱,分析了氧化锆颗粒密度对颗粒体系体积响应谱的影响。结果发现,当经历高于临界幅度Γ*的足够多的脉冲振动后,氧化锆颗粒系统达到了体积分数仅仅依赖激励脉冲幅度Γ0的可逆的、稳定状态。达到稳态的氧化锆颗粒系统的动力学体积响应因子χ~v(Γ0)随脉冲幅度Γ0的变化曲线上存在双峰结构,Γ0大的子峰的相对高度随着氧化锆颗粒密度的减小而增大,暗示该子峰可能起因于颗粒系统内部结构的大规模重排;Γ0小的子峰的相对高度则随着氧化锆颗粒密度的减小而减小,暗示该子峰可能起因于由于边壁附近层中颗粒的局域重排。氧化锆颗粒系统的χ″v(f)曲线存在一个特征峰,随Γ0的减小,峰值弛豫时间τp从18 s增加到36 s,在高的Γ0范围内,τp近似趋近饱和,低的Γ0范围内,τp近似遵循阿伦尼乌斯关系,随1/Γ0呈现指数增长。并且弛豫时间τp随着颗粒密度的增大而减小,密度较大的颗粒系统达到稳态所需的时间更短。     

ZnxFe3-xO4粉末的高温固相法制备及其磁学性质和输运性质

分别在空气和N2中高温烧结得到了不同掺杂浓度的Fe3O4∶Zn粉末.X射线衍射(XRD)结果表明,空气中烧结使得样品过氧化,生成大量的α-Fe2O3相,而N2环境下烧结可以获得较纯的ZnxFe3-xO4相.Zn2 在反尖晶石结构中A位的替位掺杂,影响到B位Fe阳离子的价态分布,电子输运依然保持了电子变程跳跃的传导机制.磁性测量结果显示低浓度的Zn2 掺杂对Fe阳离子之间的超交换耦合作用产生影响,也使负的磁致电阻的数值有所改善.     

还原反应法制备的Fe3O4薄膜的结构和磁性

本文采用还原反应法[1],在Ar H2气体氛围中,射频磁控溅射制备Fe3O4薄膜.薄膜沉积在室温的[100]热氧化硅基体上,对薄膜样品进行X射线衍射(XRD)和电阻率(ρ)测量,结果显示在H2:Ar=γ=2%,或3%时薄膜的成分完全是Fe3O4,并且具有沿[111]方向取向生长的特性.对薄膜(γ=3%)进一步研究,发现该薄膜的表面成分为Fe3O4;在120K附近发生Verwey转变,其导电机制以电子的变程跳跃(VRH)为主;饱和磁化强度为440emu/cm3;在5特斯拉的外场中有4.6%的室温磁电阻.