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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ZnxMn1-x Fe2O4和NixMn1-xFe2O4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]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^3+0.11Mn^2+0.89)[Fe^3+1.89Mn^2+0.11]O4,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ZnxMn1-xFe2O4、NixMn1-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规律。
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无机化学学报
ISSN: 1001-4861
Year: 2016
Issue: 3
Volume: 32
Page: 377-385
0 . 4 8 9
JCR@2016
0 . 8 0 0
JCR@2023
ESI HC Threshold:235
JCR Journal Grade:4
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