随着现代科学技术与电子信息产业的高速发展,各类高频化与数字化的电子设备、无线通讯设备等应用在我们日常生活中较为普及。这些设备在满足人们生活的同时也辐射出大量电磁污染（EMI）,这些污染不仅对我们的无线通讯设备及电子设备的正常运行造成干扰,而且对于人们的生活造成不可逆转的影响。因此,对于消除电磁辐射,吸收电磁波的材料成为了我们关注的焦点。本课题采用高温固相烧结法制备实验样品,通过电子探针与X射线衍射技术建立了Pr2O3-BaO-Fe2O3体系在1300 ~oC下等温截面的相位关系,同时填补了缺失的Pr2O3-Fe2O3二元相图。在参考相图的基础上,采用溶胶凝胶法制备了掺杂钡、锶和钙碱土金属元素的Pr Fe O3化合物,并对其Pr1-XMXFe O3材料的晶体结构进行研究,观察了其微观形貌,详细分析和阐述化合物的磁性能与吸波性能的变化。实验测定了Pr2O3-BaO-Fe2O3体系在1300 ~oC下等温截面的相位关系,其中发现8个两相区和8个三相区。在三元相图中仅发现一个三元化合物Ba6Fe4Pr2O15。在实验过程中发现Pr Fe O3与Ba Fe O3可以部分固溶,其中Pr元素在Ba Fe O3中最大固溶度约为60 at%,Ba元素在Pr Fe O3中最大固溶度约为20 at%,Pr Fe O3在掺杂20-40 at%的Ba元素时存在Pr Fe O3和Ba Fe O3两相区。同时在三元相图边界上存在多处化合物固溶现象。实验测定了Pr2O3-Fe2O3二元相图的相成分,在富铁端与富镨端对其样品进行DSC测试分析,从而构建出1100 ~oC以上的Pr2O3-Fe2O3二元相图。其中二元相图仅发现一个化合物:Pr Fe O3,通过固相法和溶胶凝胶法制备Pr Fe O3时发现退火处理后的磁性能由反铁磁向铁磁性转变。经过实验分析并未发现相和结构发生改变,但是其中的键长与键角发生了明显的变化,Fe3+-Oc2-的收缩与Fe3+-Od2-的伸长导致Fe3+-Od2--Fe3+的变化,由于Fe3+-Od2--Fe3+超交换耦合,自旋以小角度倾斜,导致热处理后产生一个较小的净磁矩,这是Pr Fe O3磁性能变化的主要原因。同时制备方式也影响着材料的吸波性能。由于钙钛矿结构的稀土铁氧体具有良好的电磁损耗,同时发现碱性金属在化合物中发挥着优异的导电性,结合相图发现Ba离子在Pr Fe O3中有较大的固溶度。为了提高Pr Fe O3材料的吸波性能,实验利用溶胶凝胶法制备了Pr1-XBa XFe O3（X=0,0.05,0.1,0.15,0.2）材料,微观形貌随掺杂量的增加显得更加致密多孔,这为吸波材料的提升提供了有利的条件。当掺杂量为20 at%时,样品Pr1-XBa XFe O3表现出较为优异的微波吸收性能,最小反射损耗可达-32.5239 d B,其有效带宽为4.32 GHz。为了研究Pr Fe O3材料掺杂碱土金属的相对影响,采用溶胶凝胶法制备了Pr1-XSr XFe O3（X=0,0.05,0.1,0.15,0.2）材料。通过X射线衍射技术和精修软件证实了所有样品都与检索的Pr Fe O3样品相一致。从扫描电子显微镜可以观察到随着掺杂量的增加颗粒逐渐较小,这与掺杂过程中的晶格畸变有直接关系。当掺杂10 at%的Sr2+时,Pr0.9Sr0.1Fe O3样品在12.4 GHz处的最小反射损耗（RL）达到-43.978 d B,其中有效带宽（EAB,RL≤-10 d B）为4.4 GHz。Pr1-XCa XFe O3（X=0,0.05,0.1,0.15,0.2）正交钙钛矿型铁氧体材料被系统研究,随着Ca离子掺杂含量的增加样品的颗粒逐渐变小,导致比表面积变大,这将有利于提高样品的吸波性能。随着Ca离子掺杂量的增加,样品的饱和磁化强度也随着增加,这主要由于掺杂Ca离子导致样品产生净磁矩。当模拟厚度为2.4 mm时,Pr0.85Ca0.15Fe O3样品的最佳反射损耗在11.44 GHz处达到-42.8462 d B,其有效带宽达3.0462 GHz。
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