硬磁CoFe2O4/软磁CoFe2复合物的磁性研究

采用金属有机盐热分解方法制备出均匀、分散的硬磁CoFe_2O_4纳米颗粒,在H2环境、低温条件下进行还原,合成硬磁CoFe_2O_4/软磁CoFe_2复合磁体.采用低温还原,目的在于尽可能减少粒子的聚集.制备出的样品具有较好的磁性能:有较高的剩磁比Mr/Ms,其值为0.64;随着还原时间延长,饱和磁化强度增加至124emu·g~(-1),同时保持较高的矫顽力.分析认为,可以通过减弱粒子间的偶极相互作用来有效提高硬磁/软磁复合磁体的矫顽力和剩磁比.     

高压下热处理温度对CoFe_2O_4/SiO_2结构和磁性的影响

对采用溶胶凝-胶法制备的(CoFe_2O_4)0.7/(SiO_2)_(0.3)纳米复合粉末进行了高压(5 GPa)处理,研究了高压下热处理温度对样品结构和磁性的影响.结果表明,在5 GPa压力下,经600℃热处理后样品中没有形成尖晶石铁氧体,当温度达到800℃时才有CoFe_2O_4形成.随着热处理温度的升高,CoFe_2O_4纳米颗粒的平均晶粒尺寸从69 nm增大到287 nm,样品的饱和磁化强度从39.6 A·m~2/kg增大到51.2 A·m~2/kg,而矫顽力从44.6 k A/m减小到11.0 k A/m.样品磁性是变化与CoFe_2O_4纳米颗粒的增大有关系.     

纳米Fe_3O_4颗粒的制备及磁性能

采用X-ray衍射、高能X-ray衍射、透射电子显微镜及振动样品磁量计等表征手段,研究了不同制备工艺对Fe3O4纳米粒子的平均晶粒尺寸及磁性能的影响.结果表明多元醇方法所制备的Fe3O4粉体平均粒径为32 nm,其饱和磁化强度为6.8×10-3A/m(该值比块体Fe3O4的饱和磁化强度约降低了8%),剩磁Mr=4.2×10-3A/m,矫顽力Hc=1.43×10-2T;通过共沉淀方法得到的Fe3O4粉体平均粒径显著减小为7 nm,但是其饱和磁化强度也明显降低为3.3×10-4A/m,比块体Fe3O4的饱和磁化强度减小约96%,剩磁及矫顽力也下降为零.这是由于小尺寸效应导致出现超顺磁现象,说明Fe...     

纳米ZnFe2O4的柠檬酸盐前驱体法制备与表征

采用柠檬酸盐前驱体法制备纳米ZnFe2O4颗粒,并通过TG-DTA、XRD、TEM和磁性能测试对纳米ZnFe2O4颗粒进行表征.结果表明,柠檬酸盐前驱体在500℃×2h煅烧后可得到单一ZnFe2O4相.通过XRD分析,纳米ZnFe2O4晶粒粒径为21 nm,与TEM分析结果一致;在300 K下测得纳米ZnFe2O4饱和磁化强度为3.5 emu/g,剩磁为0.61 emu/g,矫顽力为17.508 kA/m.     

溶胶-凝胶法制备Ni_(1-x)Zn_xFe_2O_4及其Zn~(2+)掺杂对磁性质的影响

采用溶胶-凝胶法制备了系列Ni_(1-x)Zn_xFe_2O_4(x=0,0.2,0.4,0.6,0.8,1.0)粉末样品,利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)和振动样品磁强计(VSM)对样品的晶体结构、形貌及磁性进行了研究.结果表明,750℃是制备样品的最佳煅烧温度,在此温度下制备的Ni_(1-x)Zn_xFe_2O_4均为单一尖晶石相.NiFe2O4纳米颗粒类似球形,大小均匀且分散性好;掺杂Zn~(2+)后,颗粒尺寸增大,有少量团聚.随着Zn~(2+)含量的增加,饱和磁化强度(Ms)先增大后减小,在x=0.4时达最大值,Ms=65.63emu·g~(-1);矫顽力Hc呈现持续降低趋势,x=0时有较高的矫顽力,Hc=196.09Oe.     

单相纳米永磁体剩磁的一个普适公式

利用微磁学方法,对解析模型进行适当改进,推导总结出单相纳米永磁材料剩磁的一个普适公式Mr=a+b/L,其中a=Ms/2,b=cWMs,Mr、Ms、W、L分别为剩余磁化强度、饱和磁化强度、畴壁宽度和晶粒线度,c是一无量纲常数.通过拟合实验数据得到公式中a、b值,从而得到单相纳米永磁材料剩磁、剩磁增强效应.     

磁性纳米粒子MFe_2O_4的制备及其磁性能

为探究Fe_3O_4类磁性纳米粒子磁性能的优劣,采用水热合成法,将相同摩尔比例的Co、Nd、Ce、La和Ni掺杂到Fe_3O_4中,形成具有通式MFe_2O_4的磁性纳米粒子。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)、动态激光散射粒径(DSL)和振动样品磁强(VSM)测试,分析了纳米粒子的结构、形貌、元素组成、粒径以及磁性能。结果表明,水热合成法可成功地将Co、Nd、Ce、La和Ni掺杂到Fe_3O_4主晶当中,形成圆形结构纳米粒子,粒子分散性好。其中,CoFe_2O_4的粒径最大,结晶能力最强,使得其具有较高的饱和磁化强度和极高的矫顽力,因此硬磁性能好。3组稀土(Nd、Ce和La)掺杂的纳米粒子中,NdFe_2O_4的粒径最小,同时较高的饱和磁化强度和极低的矫顽力使其具备优异的软磁材料性能。     

NaOH共沉淀法制备尖晶石型CoxZn1-xFe2O4纳米晶

以CoSO4、ZnSO4和Fe2(SO4)3为原料,NaOH为沉淀剂,利用化学共沉淀法制备了CoxZn1-xFe2O4纳米晶;通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和振动样品磁强计(VSM)分别对CoxZn1-xFe2O4纳米晶的形貌、尺寸、结构和磁性能等进行表征.结果表明制备的CoxZn1-xFe2O4均为尖晶石结构,晶粒为球形,粒径在30～60 nm之间.样品的比饱和磁化强度(σs)、矫顽力(Hc)随钴含量的增加而增加,样品逐渐从ZnFe2O4的顺磁性转变为CoFe2O4的亚铁磁性.     

掺Sm、Pr的MnB1合金薄膜的磁性、结构和磁光性能研究

讨论了掺Sm、Pr的MnBi合金薄膜的结构、磁性和磁光性能．实验表明,经过退火处理(375℃～425℃／2～4h),样品形成MnBi晶体结构．掺杂含量x=0．1～0．25,样品具有较大的Kerr角(θKmax=2．57°),内禀矫顽力MHC=1．5～5．6kOe,剩余磁化强度Mr=3．0～5．6kOe,剩磁比r=0．88～0．98．磁光谱表明,随着掺杂含量的增大,样品Kerr角的极大值向长波方向移动．在变温过程中,样品的矫顽力随温度上升而增大,在薄膜(d<250nm)情况下矫顽力以形核机制为主。     

纳米TiO_2粉末的溶胶-凝胶法制备及结构分析

采用溶胶-凝胶法制备了纳米晶TiO2粉末。TiO2粉末的X射线衍射结果表明,所制样品的平均晶粒粒径随焙烧温度的升高而增大,在400℃以下焙烧的样品晶粒大小为4.7～10.6nm,500℃以上晶粒很快长大,600℃基本完成了从锐钛矿型向金红石型的转变。透射电镜结果显示400℃处理后晶粒尺寸为7～8nm;700℃处理后的晶粒尺寸达150nm。运用相变理论计算了晶粒长大激活能,结合晶界结构弛豫解释了粒径随热处理温度变化关系。     

纳米TiO2粉末的溶胶-凝胶法制备及结构分析

采用溶肢-凝肢法制备了纳米晶TiO2粉末.TiO2粉末的X射线衍射结果表明,所制样品的平均晶粒粒径随焙烧温度的升高而增大,在400℃以下焙烧的样品晶粒大小为4.7-1 0.6nm,500℃以上晶粒很快长大,600℃基本完成了从锐钛矿型向金红石型的转变.透射电镜结果显示400℃处理后晶粒尺寸为7-8nm;700℃处理后的晶粒尺寸达150nm.运用相变理论计算了晶粒长大激活能,结合晶界结构弛豫解释了粒径随热处理温度变化关系.     

CoAl_xFe_(2-x)O_4/SiO_2纳米复合薄膜材料的结构和磁性研究

利用溶胶—凝胶旋涂法制备了CoAl_xFe_(2-x)O_4/SiO_2(x=0.1,0.3,0.5,0.7,0.9)纳米复合薄膜.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和振动样品磁强计(VSM)对样品的结构、形貌和磁性进行了研究.结果表明,样品中CoAl_xFe_(2-x)O_4具有尖晶石结构,铁氧体纳米晶粒尺寸在24~34 nm之间.随着Al~(3+)含量的增加,CoAl_xFe_(2-x)O_4的晶格常数减小,样品的饱和磁化强度先增大后减小,当x=0.3时具有最大值;而矫顽力单调减小.     

a-Fe含量对各向同性SmCo5/a-Fe纳米双相复合磁体磁性能的影响

本实验采用声化学包覆和放电等离子快速热压的方法制备了各向同性SmCo5/a-Fe纳米双相复合磁体,研究了a-Fe含量对各向同性SmCo5/a-Fe纳米双相复合磁体磁性能的影响。研究结果表明,随着Fe掺杂量的增加,各向同性磁体的饱和磁化强度Ms逐渐增大,剩磁Mr先升高后降低,矫顽力Hci则总体呈减小趋势;当α-Fe名义添加量为10wt.%时,磁体获得最佳磁性能。     

等温处理对块体纳米晶Fe3Al材料磁学性能的影响

对铝热反应熔化法制备的含Ni质量分数10％的块体纳米晶Fe3Al材料进行1 000℃,8h的等温处理.通过在振动样品磁强计(VSM)上测得的等温处理前后合金的磁滞回线,分析其磁性能;采用X射线衍射仪进行结构分析和平均晶粒尺寸计算.结果表明:材料的磁滞回线呈倾斜状且狭长,磁滞损耗很小;等温处理后材料的晶粒尺寸没有明显差别,其矫顽力Hc和剩余磁化强度Mr变大,饱和磁化强度Ms没有明显变化,等温处理使材料综合磁学性能变差.     

纳米Fe3O4颗粒及其磁流体的制备与研究

以氨水为沉淀剂,利用改进的化学共沉淀法制备粒径分布均匀的超顺磁性纳米Fe3O4颗粒.采用X射线粉末衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、振动样品磁强计(VSM)及透射电子显微镜(TEM)等方法对试样进行了结构与性能表征.结果表明:当n(Fe3+)/n(Fe2+)=1.75,温度为60℃,pH值为9时,超声波预处理制备的Fe3O4颗粒平均粒径在23 nm左右,饱和磁化强度(Ms)达到61.63 emu/g,具有超顺磁性.同时利用油酸钠和聚乙二醇4000(PEG 4000)的协同作用制得了稳定分散的纳米Fe3O4磁流体,当二者加入量与纳米Fe3O4颗粒质量比均为2.00∶3.48时,制备的纳米Fe3O4磁流体最稳定.     

γ′-Fe_4N纳米晶薄膜的结构及低温磁性

采用直流磁控溅射方法,在Si(100)单晶衬底上制备γ′-Fe4N纳米晶薄膜样品,并利用X射线衍射(XRD)和振动样品磁强计(VSM)对样品的结构和磁性进行测试分析,给出了比饱和磁化强度及矫顽力与温度的关系.结果表明,样品沿(111)晶面择优生长,具有单一的易磁化方向,且易磁化方向平行于(111)晶面.随着测量温度的降低,γ′-Fe4N纳米晶薄膜样品的比饱和磁化强度σs增加,矫顽力Hc增大,剩磁比σr/σs减小.通过理论拟合确定了比饱和磁化强度与矫顽力随温度的变化关系,矫顽力随温度的变化满足T1/2规律,比饱和磁化强度σs与温度不满足Bloch的T3/2规律,表明在80~350 K温度范围内自旋波之间存在较强的相互作用.     

γ’-Fe4N纳米晶薄膜的结构及低温磁性

采用直流磁控溅射方法,在Si(100)单晶衬底上制备γ'-Fe4N纳米晶薄膜样品,并利用X射线衍射(XRD)和振动样品磁强计(VSM)对样品的结构和磁性进行测试分析,给出了比饱和磁化强度及矫顽力与温度的关系. 结果表明,样品沿(111)晶面择优生长,具有单一的易磁化方向,且易磁化方向平行于(111)晶面. 随着测量温度的降低,γ'-Fe4N纳米晶薄膜样品的比饱和磁化强度σs增加,矫顽力Hc增大,剩磁比σr/σs减小. 通过理论拟合确定了比饱和磁化强度与矫顽力随温度的变化关系,矫顽力随温度的变化满足T1/2规律,比饱和磁化强度σs与温度不满足Bloch的T3/2规律,表明在80～350 K温度范围内自旋波之间存在较强的相互作用.     

H2Ti4O9纳米带的制备及其水热反应

目的以K_2Ti_4O_9·3H_2O为主要原料,制备H_2Ti_4O_9·nH_2O纳米带,研究纳米带的结构与性能,为开发新型功能材料提供新靶点。方法 K_2Ti_4O_9·3H_2O与盐酸进行离子交换反应,其产物分别与乙二胺和四甲基氢氧化铵溶液进行剥离反应,形成胶体再与Ba(OH)2·8H_2O溶液进行水热反应,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、热重-差热分析(TG-DTA)和能谱分析(EDS)等手段对所得的样品进行表征分析。结果 K_2Ti_4O_9·3H_2O经过酸交换后可得到H_2Ti_4O_9·1.1H_2O晶体,该晶体剥离后得到二维纤维状H_2Ti_4O_9·nH_2O纳米带胶体。纳米带胶体与Ba(OH)2·8H_2O溶液进行水热反应后可得到110nm大小且有正方晶系的BaTiO3纳米陶瓷粉体,BaTiO_3纳米陶瓷粉体形貌规整,颗粒分布均匀,呈扁平的椭圆形块状。结论 K_2Ti_4O_9·3H_2O的离子交换反应可完全进行,交换后得到的层状化合物H_2Ti_4O_9·1.1H_2O在100℃时用乙二胺剥离效果最好,而且剥离的纳米带宽度仅有20nm。纳米带与Ba(OH)_2·8H_2O溶液基于溶解析出机制,反应12h后生成的BaTiO_3晶粒最小,结晶性最好。     

沉淀法合成纳米CeO2及其性能

以Ce(NO3)3·6H2O为铈源,(NH-4)2CO3·H2O为沉淀剂,并加入少量PEG4000作为分散剂,采用液相沉淀法制备前驱体Ce2(CO3)3·H2O,前驱体经热处理合成了纳米CeO2.通过XRD,DTA/TG,TEM,BET及杂质含量分析,并根据XRD线宽法,按Scherrer公式计算平均晶粒尺寸,结合相对密度的测定研究了在不同热处理温度下纳米CeO2性能的变化.结果表明前驱体经300℃焙烧1 h已完全形成CeO2,属于立方晶系,空间群为Fm3m,原生晶粒粒径为5 nm左右,颗粒粒径为20 nm左右,比表面积达140.61 m2/g,孔径分布为5～15 nm,孔径峰值为9.3 nm,纯度≥99.97%;随焙烧温度提高,将引起CeO2晶粒尺寸和相对密度显著增大,比表面积减少.     

Co-Pd纳米管阵列的制备及其磁特性

用直流电化学沉积方法,通过改变沉积电压,在多孔阳极氧化铝(AAO)模板中制备了Co-Pd合金纳米管阵列,分别用扫描电镜(SEM)和振动样品磁强计(VSM)对样品的形貌和磁学性质进行了测试.SEM结果显示,纳米管阵列均匀有序;样品磁性测试结果表明,外场垂直于纳米管轴时的剩磁比(Mr/Ms)比外场平行于纳米管时的剩磁比大,且矫顽力(Hc)随着Co含量的增加而增加.在真空500 ℃退火后,样品矫顽力有明显增大.