通过调整烧结温度优化SrTiO?陶瓷的微观结构和缺陷工程，从而提升其介电性能 （SrTiO?的化学组成为0.995Ta?/?Li?/? + 0.005O?）

《Journal of Alloys and Compounds》：Microstructure and defect engineering optimization via sintering temperature for enhanced dielectric properties of SrTi 0.995(Ta 1/2Li 1/2) 0.005O 3 ceramics

采用溶胶-凝胶自燃烧法制备纳米晶La0.5Na0.5MnO3，分析其结构、磁性能及磁热学特性，发现钠缺失导致晶体结构畸变，居里温度324K，最大磁熵变2.34 J/kg/K，绝热温变0.7K，第二相变行为证实其适合室温磁制冷应用。

　　这项研究聚焦于一种新型的纳米晶粒镧钠钙钛矿锰矿，其化学式为La?.?Na?.?MnO?。通过一种创新的溶胶-凝胶自燃烧技术，成功合成了这种材料，并对其结构、磁性和磁热特性进行了系统分析。研究结果表明，这种材料在室温附近的磁热性能表现出显著的潜力，这使其成为一种可能用于磁制冷技术的候选材料。

从结构分析的角度来看，X射线衍射（XRD）技术被用来研究材料的晶体结构，而通过Rietveld精修方法对XRD数据的处理进一步确认了该材料具有近似于菱面体对称性的结构，属于R3?c空间群。此外，高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）图像显示，材料的平均晶粒尺寸约为58纳米，表明其具有良好的结晶性。傅里叶变换红外光谱（FTIR）测量进一步揭示了材料的化学组成和键合情况，从而为理解其结构特性提供了重要信息。

在磁性方面，研究采用了零场冷却-场冷却（ZFC-FC）曲线来确定材料的居里温度（Tc），结果显示居里温度为324K，而接近这一温度的304K处则观察到了超顺磁阻塞相的存在。这些发现表明，材料在该温度附近经历了从铁磁态向顺磁态的转变，而这一转变的特性对于磁热材料的应用具有重要意义。通过测量不同外加磁场下的磁化等温线，研究者计算出了磁熵变（-ΔSm）的值，其中在50kOe的外加磁场下，317.5K时观察到了最大值2.34 J/kg/K。这表明材料在该温度下具有较高的磁热响应，有助于实现有效的磁制冷效果。

进一步的分析表明，材料的磁热特性与温度之间的关系可以通过特定的热容数据和磁熵变值进行计算，得出最大绝热温度变化（ΔT_ad）为0.7K，在50kOe的外加磁场下，312.5K时达到该值。这一结果表明，材料在该条件下能够实现显著的温度调节能力，同时计算出的相对冷却功率（RCP）为105.75 J/kg，进一步强调了其在磁制冷领域的应用潜力。

研究还探讨了磁化等温线的临界行为，利用改进的Arrott图和Kouvel-Fischer方法，确认了该材料在315K时发生二阶磁相转变。通过计算得出的临界指数β=0.43，γ=1.00，以及δ=2.85，与平均场模型预测的理论值（β=0.5，γ=1.00，δ=3）高度一致。这表明材料的磁相转变行为符合二阶相变的特征，其磁相互作用具有长程特性，这进一步支持了其磁热响应的稳定性。

此外，研究还分析了磁熵变随外加磁场变化的规律，发现其在居里温度312.5K时遵循一个幂律关系，其指数n=0.82。这一发现进一步确认了材料的磁相转变具有二阶性质，这在磁热材料的应用中尤为重要。相比一阶磁相转变材料，二阶转变材料通常具有更宽的温度范围，这使得其在磁制冷技术中更加适用，因为它们能够在较宽的温度区间内实现有效的冷却效果。

在磁热材料的研究中，通常关注其在室温附近的性能，因为这一温度范围是许多实际应用所需求的。对于钙钛矿锰氧化物材料，其ABO?结构使得它们在磁热性能方面表现出色，特别是在具有高饱和磁化和可调居里温度的特性下，这些材料被认为是磁制冷的理想候选。磁性在锰矿中主要来源于锰离子的双交换和超交换作用，以及强烈的自旋晶格耦合。通过在晶格中引入不同的离子掺杂或替换，可以影响这些磁相互作用，从而改变材料的磁性特性，包括居里温度、磁熵变和相对冷却效率。

文献综述表明，单价钠掺杂在钙钛矿锰氧化物的A位可以有效地调节磁性转变温度，同时增强磁性特性，这是由于其能够提高材料中的空穴密度。然而，对于具有高钠含量的钙钛矿钠锰氧化物（La?-xNa?MnO?），目前的研究仍较为有限。值得注意的是，La?.?Na?.?MnO?这种特定的化学组成已经被报道具有在室温附近的磁冷却能力，这表明其在磁制冷领域的应用前景广阔。

传统的钙钛矿锰氧化物合成方法通常需要较长的烧结时间，如48至72小时。然而，钠在高温下的挥发性使得在高钠掺杂情况下合成材料变得困难。因此，本研究采用了一种改进的溶胶-凝胶自燃烧方法，并结合较短的烧结时间，成功合成了具有理想化学计量比和良好结晶性的材料。这种合成方法不仅提高了材料的纯度，还简化了实验流程，为大规模制备提供了便利。

在实验过程中，使用了多种材料和试剂，包括硝酸镧、硝酸钠、硝酸锰、柠檬酸和乙二醇。这些前驱体按照一定的化学计量比溶解在去离子水中，并通过充分搅拌形成均匀的溶液。随后加入乙二醇，这一过程有助于促进自燃烧反应，从而形成纳米晶粒结构。这种方法的创新性在于其能够有效控制材料的化学组成和微观结构，为后续的性能研究奠定了基础。

通过XRD分析，研究者进一步确认了材料的晶体结构，发现其具有轻微的菱面体畸变，并属于R3?c空间群。所有与钙钛矿菱面体相相关的晶面都被成功识别，这表明材料的结构特性与预期一致。此外，XRD图谱还显示出一些额外的峰，这些峰可能与材料的杂质或微结构变化有关，但并未显著影响其整体性能。

在磁性测试方面，研究者使用了磁化等温线来分析材料的磁热特性，并通过不同的外加磁场条件，观察到磁熵变的变化情况。这些测试结果不仅揭示了材料在不同磁场下的磁响应，还为理解其磁相转变的机制提供了重要依据。同时，通过磁化等温线的临界行为分析，研究者进一步验证了材料的磁相转变属于二阶性质，这表明其在磁制冷应用中具有较高的效率和稳定性。

此外，研究还分析了材料的磁热特性与温度之间的关系，发现其在特定温度下表现出较高的磁熵变和绝热温度变化。这些特性使得材料在室温附近的磁制冷应用中具有显著优势。同时，通过相对冷却功率的计算，研究者进一步评估了材料在实际应用中的冷却能力，这表明其在磁制冷领域具有良好的应用前景。

综上所述，这项研究通过一种创新的溶胶-凝胶自燃烧方法，成功合成了具有理想化学计量比和良好结晶性的La?.?Na?.?MnO?材料，并对其结构、磁性和磁热特性进行了系统分析。研究结果表明，该材料在室温附近的磁热性能表现出色，具有较高的磁熵变和绝热温度变化，同时其磁相转变属于二阶性质，这使得其在磁制冷技术中具有良好的应用潜力。此外，该材料的合成方法简单且高效，这为其大规模生产和实际应用提供了便利。这些发现不仅为磁热材料的研究提供了新的思路，也为未来的磁制冷技术发展奠定了基础。