M型锶铁氧体属于永磁材料,由于M型铁氧体的单轴磁晶各向异性和矫顽力较高、化学稳定性好、价格低廉等特点,因此可以应用在航天国防、工业制造以及电子器件等领域。随着工业及国防等领域的迅猛发展,不但对M型锶钡铁氧体的需求量增加,而且对产品的性能要求也越来越严格。所以大量的科研学者不断通过研究它的制备方法、工艺参数、新配方等来提高它的磁性能。近年来利用稀土离子掺杂的方法改善锶铁氧体性能已经成为该领域研究的热点。本研究主要采用溶胶凝胶自燃烧和化学共沉淀两种方法制备了Sm-Ni和Gd-Ni等价取代的M型锶铁氧体。并采用XRD、FTIR、SEM和VSM表征测试方法,分析样品的物相组成、微观形貌和磁性能等。使用Material Studio建模,VASP进行第一性原理计算,经过结构优化计算出稳定的结构,静态自洽后计算它的电子结构特性和磁性能等。实验及计算结果如下:1. 使用化学共沉淀法制备Sr_1-x（Sm/Gd）_xFe_12-xNi_xO₁₉（x=0,0.05,0.1,0.15,0.2）。Sm-Ni联合取代时:当0≤x<0.2时,样品为单一的六方铁氧体,当x=0.2时开始出现杂质相Fe₂O₃和Sm Fe O₃。晶粒形状近似为六边形,尺寸为80-150 nm。x=0.15时,最大Ms=43 emu/g和最大Mr=27.06 emu/g,在x=0时,最大Hc=6452 Oe,并且随着掺杂量增加而减小。Gd-Ni联合取代时:当0≤x<0.15时,为单一的M型锶铁氧体,当x=0.15时开始出现杂质相Fe₂O₃和Gd Fe O₃。晶粒形状近似为六边形,尺寸为80-150 nm。在x=0.1处,最大Ms=41.04 emu/g,最大Mr=24.73 emu/g,在x=0时,最大Hc=6452 Oe,并且随着掺杂量增加而减小。2. 使用溶胶凝胶自燃烧法制备Sr_1-x（Sm/Gd）_xFe_12-xNi_xO₁₉（x=0,0.05,0.1,0.15,0.2）。Sm-Ni联合取代时:当0≤x<0.1时,样品为单一的六方铁氧体,当x=0.1时开始出现杂质相Fe₂O₃。晶粒形状为六角片状和部分不规则形状。尺寸为120-200 nm。在x=0.05时,最大Ms=43.71 emu/g,最大Mr=26.35 emu/g,在x=0时,最大Hc=6620 Oe,并且随着掺杂量增加而减小。Gd-Ni联合取代时:当x=0时为单一的六方铁氧体相,当x=0.05时开始出现杂质相Fe₂O₃。晶粒形状为六角形片状和部分不规则形状,尺寸为100-300 nm。在x=0.05处,最大Ms=46.26 emu/g,最大Mr=28.74 emu/g,在x=0时,最大Hc=6620 Oe,并且随着掺杂量增加而减小。3. 使用基于DFT的第一性原理计算M型锶铁氧体稳定结构,并使用GGA+U的近似方法优化晶体结构计算性质。算出Sr Fe₁₂O₁₉的带隙为1.681 e V,为本征半导体特性,总磁矩为39.97μ_B。并计算Sr_0.5Sm_0.5Fe_11.5Ni_0.5O₁₉的稳定的晶体结构,和未掺杂相比晶格常数略微减小,带隙值降低至0.543 e V,价带穿过费米能级,属于半导体的p型掺杂,磁矩降低至38.37μ_B。