钴铁氧体磁性纳米粉体
溶胶-凝胶法
钴铁氧体磁性微粉具有独特的物理、化学特性，催化特性与磁特性。如矫顽力和电阻率可达到比磁性合金高几十倍的水平，高频磁导率较高，单元铁氧体在室温下的磁晶各向异性常数高达约2.7×10 J·m，在可见光区有较大的磁光偏转角，化学性能稳定且耐蚀、耐磨，因而可以将其粉体粒径与直流磁化参数调节到合适的范围用作磁记录介质，以保证在足够信噪比条件下不断提高记录密度。钴铁氧体磁性微粉还可以作为一种重要的微波吸收剂使用，这主要是因为在微波频率C波段与Ku波段能保持较高的复数磁导率。
目前钴铁氧体磁性微粉合成方法主要有氧化物法、盐类分解法、化学共沉淀法、溶胶-凝胶法等。其中溶胶-凝胶法实验操作简单，便于对材料进行离子掺杂以改善其性能，具有前躯体分解和氧化物形成温度都很低，反应物在合成过程中处于高度均匀分散状态，可获得纳米级的粉体等优点，在实现产业化方面有较强的竞争优势
实验部分
1.1纳米CoFe2O3的制备
将CoCl-2·6HO与FeCl-3·4HO按一定摩尔比投料，加入柠檬酸，溶于少量水中磁力搅拌1 h，生成红色溶胶。再加入少量聚乙二醇，用乙醇稀释至总金属离子浓
度为0.1 mol·L，继续磁力搅拌2 h，超声0.5 h，使体系充分均匀。
1.2分析与测定
采用梅特勒-托利多TGA/SDTA热重分析仪对比分析热分解反应过程，用A V A TAR360（Nicolet）红外光谱仪分析掺杂微粉结构，用SIEMENS-D-500X射线衍射仪分析钴铁氧铁微粉物相及粒度，用VBH-55型震动样品磁强计测定比饱和磁化强度和矫顽力。采用MettlerToledo公司热重分析仪对干凝胶进行热重分析，采用Siemens公司X射线衍射仪分析产物的晶体结构，采用Ricoh公司透射电镜研究产物的形貌，采用南京大学仪器厂震动样品磁强计研究产物的磁性。343 K下蒸发稀溶胶直至得到深褐色凝胶，红外箱中烘干，破碎后分别于473 K，523 K，673 K和773 K下灼烧2 h，进行XRD和IR分析；在773~923 K 范围内不同温度下焙烧样品，并分别灼烧1 h和2 h，进行粒度分析；对产物进行透射电镜分析和磁性分析。
化学共沉淀法
试验
1.1 试剂及仪器
(1)试剂：FeCl-3·6H-2O（AR），CoCl-2·6H-2O（AR），
CH3CH2OH（AR），NaOH（AR），C18H24O2（AR）,蒸馏水。
(2)实验仪器：85-2型恒温磁力搅拌器；FA1004N分析天平；KDM型电热控温套；800B 台式离心分离机；CQ250超声波清洗器；PHS-3C精密酸度计；量筒；烧杯；研钵；玻璃棒等。
(3)测试仪器：美国BeckmanLS13320型激光粒度分析仪;日本日立公司S-2500扫描电子显微镜(SEM)；德国布鲁克公司D8型X射线衍射仪;北京物科光电技术有限公司产的振动样品磁强计。
1.2 纳米CoFe2O4粒子的制备
将一定量一定浓度的FeCl3和CoCl2的混合溶液与一定量一定浓度的NaOH溶液分别加热至某一温度后，再在快速搅拌的同时加入NaOH溶液，高速搅拌保温一定的时间，然后用
无水乙醇进行反复洗涤，最后干燥研磨即得纳米CoFe2O4颗粒，即：
2Fe3+ +Co2+ +8OH-=CoFe2O4↓+4H2O。另外，在制备过程中尝试在加入NaOH的同时加入油酸，使油酸包覆于纳米磁性颗粒的表面，实现纳米磁性颗粒的表面改性。
水热法
目前磁性CoFe2O4 纳米粉体的合成方法主要有化学共沉淀法、溶胶-凝胶法、双微乳液法、水热法等。近年来，水热合成已逐步扩展到无机功能材料的合成。与上述其他方法相比，水热法具有以下特点：晶粒发育完整，粒度小且分布均匀，颗粒团聚轻，易得到合适的化学剂量和晶形；水热法制备陶瓷粉体不需要高温煅烧处理，可避免煅烧过程造成的晶粒长大、杂质引入和缺陷的形成；制得的粉体有较高的活性。因此，水热法对于生成晶粒的控制力更强，水热条件特别是羟基含量对合成CoFe2O4 纳米粉体及其性能影响有待进一步研究。用水热法制备了CoFe2O4 纳米粉体，研究了工艺参数对合成CoFe2O4 纳米粉体的影响，并探索了后期热处理对粉体中羟基的含量和静态磁性能的影响规律。
实验
1.1 纳米CoFe2O4 颗粒的合成
实验试剂为：Co(NO3)2·6H2O (99.0%)，Fe(NO3)3?9H2O (98.5%)，NH3·H2O(25%～28%)，CH3CH2OH。
制备CoFe2O4粉体的化学反应如下：Co(NO3)2 +2Fe(NO3)3+8NH3·H2O CoFe2O4 +8NH4?NO3+4H2O
将配制成0.1mol/L的Fe(NO3)3·9H2O和0.1 mol/L的Co(NO3)2·6H2O溶液以Fe
与Co摩尔比为2:1混合，调节溶液pH值为8～12，用磁力搅拌机搅拌30min后，把前驱液移至内衬聚四氟乙烯的反应釜内。调节釜内物料的填充度为40%～80%，反应温度150～210℃，反应时间6～36h。反应完成后，自然冷却至室温，收集产物，过滤，用去离子水和无水乙醇多次洗涤后，于40℃干燥得到黑色的CoFe2O4粉体。
CoFe_2O_4纳米微粒的制备及其催化性能
尖晶石型铁酸盐是一类以Fe Ⅲ氧化物为主要成分的复合氧化物。近年来研究表明,它不仅具有优良的磁谱特性,而且在二氧化碳分解成碳、费托合成以及烃类如丁烯的氧化脱氢等反应中表现出良好的催化性能。因此,有关铁酸盐的制备及性能研究一直是化学工作者感兴趣的课题。传统的固态铁酸盐材料一般是通过2Fe O 与其它金属氧化物或碳酸盐等在高温条件下的固态化学反应而得,而铁酸盐纳米微粒一般采用湿化学方法制备。其中溶胶-凝胶法具有操作简便,粒子纯度高,化学均匀性好等优点,而受到广泛重视。笔者采用以柠檬酸为络合剂的溶胶-凝胶法,制备了CoFe2O4纳米微粒催化剂,将其用于催化二氧化碳选择
性氧化乙苯脱氢制苯乙烯,取得了较满意的结果。
1 实验部分
CoFe2O4催化剂的制备
将40mL 1mol/L 的Fe(NO3)2溶液和10mL 2mol/L Co(NO3)2溶液充分混合,再以n (金属): n（柠檬酸）=1∶15 ,向混合溶液中加入柠檬酸络合剂,使形成络合物溶胶,控制pH=4～5 ,于353K水浴加热蒸干水份,促使络合物聚合生成稠状的凝胶,继续于393K烘干水份得到干凝胶,充分研磨后于773K马弗炉中焙烧2h即得CoFe2 O4纳米微粒催化剂。
112 仪器和条件
X射线粉末衍射（XRD）的测定采用（日本理学）D/max2 B 型转靶X射线衍射仪,Cu 靶,管压40kV,管流100mA;红外光谱的测定用Nicolet-5DX Fourier 变换红外光谱仪,KBr 压片,扫描范围400～4000cm ;催化剂的比表面积测定用SA-1000 型比表面测定仪,吸附
气体为氮气,吸附温度77K;催化剂的还原性测定利用程序升温还原装置,样品量50 mg,
还原气体采用N2/H2 混合气体( N 2/H2=9∶1) ,流量35mL/min ,升温速率10K/min ,再由色谱热导检测耗氢量。
引言
尖晶石铁氧体具有非常优越的磁学性能,在高密度信息存储、微波器件和磁流体等方面具有非常广泛的应用.在铁氧体材料中,CoFe2O4由于具有较高的矫顽力、适中的饱和磁化强度、优异的化学稳定性以及非常高的机械硬度,其研究一直受到重视.
CoFe2O3纳米粒子的磁性显示出非常强的尺寸相关性,因而比体材复杂得多.其原因主要来自两个方面,一方面随着尺度的降低,存在更多的表面原子,即意味着非常复杂的表面化学键结构,从而导致交换耦合常数以及表面原子自旋排列的复杂性;另一方面,CoFe2O4纳米粒子的制备手段很多,不同的制备方法导致CoFe2O3纳米粒子中Co、Fe 离子在四面体和八面体位置上不同分布,特别表面原子的不同分布,从而导致CoFe2O3纳米粒子复杂的磁性. 由于CoFe2O3纳米粒子广泛的应用, CoFe2O3纳米粒子的可控生长,以及控制CoFe2O3纳米粒子的磁特性研究具有非常重要意义,但是目前为止,国内外这方面的研究工作不多,而且尺寸调控的范围较小,例如,Maaz等报道了采用湿化学方法制备CoFe2O3纳米粒子,其尺寸调整范围为20～40nm,Nakagomi 等用燃烧制备CoFe2O3纳米粒子,尺寸变化范围为35～70 nm,而且含有一定的杂质相.本文采用共沉淀方法制备CoFe2O3纳米粒子,通过改变溶液中pH 值实现CoFe2O3纳米粒子较大范围内9～65 nm 的可控生长.
1 实验部分
1.1 试剂及仪器
试剂:分析纯的Co(NO)2·6H2O ,Fe(NO3)2·9H2O 以及NaOH 均购自北京丰特斯化工材料有限公司,实验用水为二次蒸馏水.
仪器:AXS D8X Advanced 型X射线衍射分析仪(Bruker 公司,德国),Lab RAM HR 型拉曼谱仪(Jobin Y von 公司,法国),JEM2010 型透射电子显微镜(JEOL 公司,日本),VSM27300 型振动样品磁强计(Lake Shore 公司,美国).
1.2 CoFe2O3纳米粒子的制备
分别采用共沉淀和修饰的共沉淀方法制备CoFe2O3纳米粒子. 首先将实验原料Co(NO)2·6H2O和Fe(NO3)2·9H2O混合溶解于蒸馏水中,原料中Co 和Fe 元素的摩尔比固定为n (Co)∶n (Fe) = 1∶2. 在共沉淀方法中,将Co(NO)2·6H2O 和Fe(NO3)2·9H2O混合溶液置入三口烧瓶中,并将三口烧瓶置入室温的水浴缸中,且高速搅拌.将一定量的固浓度的NaOH 溶液用滴管逐滴滴入混合溶液,水加热至100 ℃,保温2 h.取出溶液倒入抽滤瓶中行抽滤.将抽滤后的样品反复洗涤除去样品中多的离子,然后盛放在蒸发皿并置入烘箱中在120℃烘干.取出样品,在研钵中研磨成粉末. 在共沉方法制备样品①, ②, ③的过程中,滴加的NaOH液浓度分别为0. 4 ,1. 6 ,3. 2 mol/L.在修饰的共淀方法中,首先将不同浓度的NaOH 溶液置入三烧瓶中,然后将Co(NO)2·6H2O和Fe(NO3)2·9H2O混合溶液滴管逐滴滴入,其余步骤与共沉淀方法基本相同.修饰的共沉淀方法制备样品④, ⑤, ⑥的过程中NaOH 溶液浓度分别为0.4 ,1.0 ,4.8 mol/L.
1.3 样品实验测试
CoFe2O3样品的晶体结构在X射线衍射分析仪上采用Cu K 辐射进行; 在室温下, 存有0～2 000 cm 的拉曼散射谱在拉曼谱仪上进行;形貌以及CoFe O 颗粒的尺寸用透射电镜观察;室温下的磁滞回线用振动样品磁强计测量,最大外加磁场为1 T.
本文采用油/水界面间的化学共沉淀反应制备了纳米CoFe2O3前驱体,并运用差示扫描量热仪DSC研究了纳米CoFe2O3前驱体的热分解特性,及500 ℃条件下煅烧产物对AP热分解的催化性能,初步分析了纳米CoFe2O3的催化作用机理,以为寻找更高效的
AP/HTPB推进剂燃烧催化剂提供实验依据。
2实验
2. 1试剂及仪器
试剂:CoCl2·6H2O、FeCl3·6H2O、NaOH、C2H5OH、环己烷、油酸钠、聚乙烯吡咯烷酮PVP 均为分析纯。
仪器:H2800型透射电镜日本Hitachi公司; X粉末射线衍射仪Bruker D8 德国Bruker公司; SDTQ600型热分析仪DSC2TG美国TA公司。
2. 2纳米CoFe2O3的制备
将12. 8 g油酸钠, 80 mL蒸馏水, 40 mL无水乙醇置于1000mL圆底烧瓶中,升温至
75 ℃,使其溶解,后加入200 mL 环己烷和CoCl2·6H2O 1. 2 g 、FeCl3·6H2O 2. 7 g 的混合乙醇水溶液40 mL,反应1 h后,利用蠕动泵滴加5% 质量分数的NaOH水溶液至pH 值约为11,继续回流2 h后,冷却至室温,经分液、离心、洗涤后于70 ℃干燥12 h后制得前躯体。将前躯体研碎后, 分别在300,500,700,900 ℃下煅烧8 h,通过固相反应生成CoFe2O3纳米晶体粒。
3结果与讨论
3. 1纳米CoFe2O3的制备过程分析由制备过程可知,反应体系包含环己烷油相及水相,纳
米CoFe2O3前躯体制备过程主要分为两步
(1)CoCl2 + 2C17H33OONa--(C17H 33COO)2Co + 2NaCl
FeCl3 + 3C17H33COONa--(C17H 33COO)2Fe + 3NaCl
(2)(C17H33COO)2Co + (C17H33COO)2Fe + 5NaOH---Co(OH)2+Fe(OH)3 +5C17H33 ·COONa
由（1）（2）可知,油酸钠在反应过程中起着尤为重要的作用,在反应1 中, Co 、Fe 与油酸钠生成油溶性的(C17H33COO)2Co和(C17H33COO)2Fe,随后由水相转移到油相中,随着NaOH水溶液的滴加,在油/水界面发生反应2 ,从而生成包覆表面活性剂油
酸钠的纳米CoFe2O3前躯体Co(OH)2和Fe(OH)3。
对前驱体样品进行DSC2TG热分解特性分析,结果见图1。从图1中可看出,在149.
8 ℃之前,DSC曲线上有微小的吸热峰,对应TG曲线上样品的质量损失为7. 1%,这主要是因样品表面吸附的残留有机物和水分的挥发所造成。在149. 8～311. 3 ℃范围内, ( ) ( ) DSC2TG为强放热峰,为Co(OH)2 Fe(OH)3脱水反应的吸热过程和CoO、FeO反应生成无定形CoFe2O3的放热过程,以及表面油酸钠热分解吸热过程的综合热效应,这一范围对应样品质量损失为9. 9%,其中,当温度达到217. 1 ℃时,放热量急剧增加,与之对应的TG曲线也急剧下滑,至224. 3 ℃时出现拐点,此时放热量达到最大值, 之后热质量损失速率降低。311. 3 ℃以后,从DSC曲线上可看出,产生的是吸热效应,这是无定形尖晶石晶格逐渐转变为晶态尖晶石所引起的,说明在300 ℃左右尖晶石型CoFe2O3已经开始形成。据此选择煅烧温度在300 ℃以上。
铁氧体吸波材料研究进展
铁氧体吸波材料的研究进展 物理科学与技术学院凝聚态物理罗衡102211013 摘要：铁氧体吸波材料是既具有磁吸收的磁介质又具有电吸收的电介质，是性能极佳的一类吸波材料。本文对铁氧体吸波材料的工作原理、研究进展作了系统的介绍，并指出了铁氧体吸波材料的发展趋势。 关键词：铁氧体吸波材料研究进展 0 引言 近年来，随着电磁技术的快速发展，电磁波辐射也越来越多的充斥于我们的生活空间，电磁波辐射已成为继噪声污染、大气污染、水污染、固体废物污染之后的又一大公害。如电磁波辐射产生的电磁干扰(EMI)不仅会影响各种电子设备的正常运行，而且对身体健康也有危害。在军事高科技领域，随着世界各国防御体系的探测、跟踪、攻击能力越来越强，陆，海、空各军兵种军事目标的生存力，突防能力日益受到严重威胁；作为提高武器系统生存、突防，尤其是纵深打击能力的有效手段之一的隐身技术，正逐渐成为集陆、海、空、天、电、磁五位一体之立体化现代战争中最重要、最有效的突防战术手段。 目前一般采用的手段是利用电磁屏蔽材料的技术，来进行抗电磁干扰和电磁兼容设计，但是屏蔽材料对电磁波有反射作用，可能造成二次电磁辐射污染和干扰，所以最好的解决办法是采用吸波材料技术，因为吸波材料可以将投射到它表面的电磁波能量吸收，并使电磁波能量转化为热能或其他形式的能量消耗而不反射[1-3]。 用于隐身技术的雷达吸波材料已达十几种之多，与透波材料相比，吸波材料研究得更为成熟，其中应用较广的几类吸波材料有铁氧体、金属微粉、纳米吸波材料、导电高聚物和铁电吸波材料等。在众多吸波材料中，磁性吸波材料具有明显优势，而且将是主要的研究对象。磁性吸波材料主要包括铁氧体、超细金属粉、多晶铁纤维等几类。其中金属吸收剂具有使用温度高、饱和磁化强度和磁损耗能力大等特点，但也存在一些自身的缺点：如频率展宽有一定难度，这主要是由于其磁损耗不够大，磁导率随频率的升高而降低比较慢的缘故；化学稳定性差；耐腐蚀性能不如铁氧体等[4]；而对于铁氧体来说，除了具有吸收强、吸收频带宽、成本低廉、制备工艺简单等优点外，还因为具有较好的频率特性(其相对磁导率较大，而相对介电常较小)，更适合制作匹配层，相对于高介电常数高磁导率的金属粉，在低频率拓宽频带方面，更具有良好的应用前景[5-8]。
钴铁氧体磁性纳米粉体
溶胶-凝胶法 钴铁氧体磁性微粉具有独特的物理、化学特性，催化特性与磁特性。如矫顽力和电阻率可达到比磁性合金高几十倍的水平，高频磁导率较高，单元铁氧体在室温下的磁晶各向异性常数高达约2.7×10 J·m，在可见光区有较大的磁光偏转角，化学性能稳定且耐蚀、耐磨，因而可以将其粉体粒径与直流磁化参数调节到合适的范围用作磁记录介质，以保证在足够信噪比条件下不断提高记录密度。钴铁氧体磁性微粉还可以作为一种重要的微波吸收剂使用，这主要是因为在微波频率C波段与Ku波段能保持较高的复数磁导率。 目前钴铁氧体磁性微粉合成方法主要有氧化物法、盐类分解法、化学共沉淀法、溶胶-凝胶法等。其中溶胶-凝胶法实验操作简单，便于对材料进行离子掺杂以改善其性能，具有前躯体分解和氧化物形成温度都很低，反应物在合成过程中处于高度均匀分散状态，可获得纳米级的粉体等优点，在实现产业化方面有较强的竞争优势 实验部分 1.1纳米CoFe2O3的制备 将CoCl-2·6HO与FeCl-3·4HO按一定摩尔比投料，加入柠檬酸，溶于少量水中磁力搅拌1 h，生成红色溶胶。再加入少量聚乙二醇，用乙醇稀释至总金属离子浓 度为0.1 mol·L，继续磁力搅拌2 h，超声0.5 h，使体系充分均匀。 1.2分析与测定 采用梅特勒-托利多TGA/SDTA热重分析仪对比分析热分解反应过程，用A V A TAR360（Nicolet）红外光谱仪分析掺杂微粉结构，用SIEMENS-D-500X射线衍射仪分析钴铁氧铁微粉物相及粒度，用VBH-55型震动样品磁强计测定比饱和磁化强度和矫顽力。采用MettlerToledo公司热重分析仪对干凝胶进行热重分析，采用Siemens公司X射线衍射仪分析产物的晶体结构，采用Ricoh公司透射电镜研究产物的形貌，采用南京大学仪器厂震动样品磁强计研究产物的磁性。343 K下蒸发稀溶胶直至得到深褐色凝胶，红外箱中烘干，破碎后分别于473 K，523 K，673 K和773 K下灼烧2 h，进行XRD和IR分析；在773~923 K 范围内不同温度下焙烧样品，并分别灼烧1 h和2 h，进行粒度分析；对产物进行透射电镜分析和磁性分析。 化学共沉淀法 试验 1.1 试剂及仪器 (1)试剂：FeCl-3·6H-2O（AR），CoCl-2·6H-2O（AR）， CH3CH2OH（AR），NaOH（AR），C18H24O2（AR）,蒸馏水。 (2)实验仪器：85-2型恒温磁力搅拌器；FA1004N分析天平；KDM型电热控温套；800B 台式离心分离机；CQ250超声波清洗器；PHS-3C精密酸度计；量筒；烧杯；研钵；玻璃棒等。 (3)测试仪器：美国BeckmanLS13320型激光粒度分析仪;日本日立公司S-2500扫描电子显微镜(SEM)；德国布鲁克公司D8型X射线衍射仪;北京物科光电技术有限公司产的振动样品磁强计。 1.2 纳米CoFe2O4粒子的制备 将一定量一定浓度的FeCl3和CoCl2的混合溶液与一定量一定浓度的NaOH溶液分别加热至某一温度后，再在快速搅拌的同时加入NaOH溶液，高速搅拌保温一定的时间，然后用
浅谈磁性粉的使用
浅谈磁性粉的使用 南京市公安局栖霞分局刑事科学技术室 陈友顺1 蒋振明2 『内容提要』 近年来，随着磁性粉末和磁性刷的更新和制作工艺的不断提高，使得磁性粉末的性能及适用范围得到了一定的改进和发展，在现场勘查中起到了重要的作用。 『关键词』 现场勘查磁性粉汗潜手印 利用粉末显现汗潜手印技术是从本世纪初开始的。在我们日常现场勘查中普遍采用。形成潜在手印的物质很多，包括我们常常遇到的汗液、血液、灰尘、油脂、精液等。常用的粉末也有很多种，包括我们常用的金粉、银粉、磁性粉（磁性粉又有普通黑色磁性粉、静电磁性粉和彩色磁性粉三种）。今天我们要谈的是，作为基层技术人员在现场勘查中经常使用的普通黑色磁性粉的一些非常用方法和要点： 一、普通黑色磁性粉的成份：普通黑色磁性粉系采用含有铁磁性物质为载体和一些铝粉、青铜粉、炭粉等作为配粉合成的一种粉末。 二、显现原理：汗潜手印的残留物与黑色磁性粉间因为有较强的吸附力，两者接触时便结合在一起，使无色手印染色并显现出来而便于我们拍照固定、提取。 三、在日常的案件现场勘查中，我们常将普通黑色磁性粉广泛应用于油漆物面、瓷器、塑料、有光白纸等客体上显现和提取汗潜
手印。其实在较多案件现场的勘查中，有许多需要我们显现手印的客体并不是上述客体，可是同时又不能使用金粉和银粉替代显现。如果我们有更多的尝试，普通黑色磁性粉还是英雄有用武之地的。 1、石灰墙或涂料墙。例如，我区在一起盗窃保险箱案件中，犯罪嫌疑人采用揭瓦方式进入室内进行盗窃。由于该犯罪嫌疑人有反侦查意识，在中心现场活动一律戴有手套。经过我们细致勘查，发现其在进入现场时是没有戴手套的，并且在室内石灰墙上留有汗潜手印。该手印如何显现呢？金粉、银粉肯定是行不通的，后来我们采用黑色普通磁性粉显现出手印而直接破获了这起案件。在刷显的时候需要注意的是:磁性刷要尽可能的多粘取些粉末，轻轻刷显，尽量使用粉穗最柔软的部位。切忌磁刷头部位与客体接触，有的人刷显时经常把握不住这个距离而使得手印被破坏了，或者显现出来了但是纹线断裂、缺损而给后期比对带来难度。 2、白色电脑机箱盖。随着信心时代的到来，在日常的案件中，盗窃网吧电脑机箱内的CPU、内存条等案件较为普遍。许多情况下可供我们勘查的可能仅仅是一台电脑主机箱而已。电脑机箱盖大家都知道的已铁质为主，一般能用金、银粉末显现铁器上的手印的话多不推荐使用磁性粉末。可是在勘查中，我们常常遇到较为粗糙、乳白色的铁质机箱盖。如果使用金、银粉或者502熏显，反差很小很难发现和提取。其实对于这种客体使用磁性粉刷显也是可以的。在操作中我们需要注意的是，由于机箱盖是铁质，亦会对磁性刷有强烈的吸引力。刷显时亦是要注意保持刷显距离千万不要粘上去了。在刷显完毕后轻轻敲击机箱盖，你会发现黑乎乎的机箱盖上的粉末纷纷脱落，而有手印的部位就立即显现出来了。
1纳米铁氧体磁性材料的制备
材料科学前沿 题目：纳米铁氧体磁性材料学院：理学院 班级：Y130802 姓名：陈国红 学号：S1*******
摘要：铁氧体纳米磁性材料是一类非常重要的无机功能材料，其应用涉及到电子、信息、航天航空、生物医学等领域。综述了纳米结构铁氧体磁性材料化学制备方法的研究进展，以及它们的应用，分析了其存在的问题，展望了研究和开发纳米结构铁氧体磁性材料的新性能和新技术的应用前景。 关键词：纳米磁性材料；铁氧体；制备；应用
铁氧体是从20世纪40年代迅速发展起来的一种新型的非金属磁性材料。与金属磁性材料相比，铁氧体具有电阻率大、介电性能高、在高频时具有较高的磁导率等优点。随着科学技术的发展，铁氧体不仅在通讯广播、自动控制、计算技术和仪器仪表等电子工业部门应用日益广泛，已经成为不可缺少的组成部分，而且在宇宙航行、卫星通讯、信息显示和污染处理等方面，也开辟了广阔的应用空间。在生产工艺上，铁氧体类似于一般的陶瓷工艺，操作方便易于控制，不像金属磁性材料那样要轧成薄片或制成细粉介质才能应用。由于铁氧体性能好、成本低、工艺简单、又能节约大量贵金属，已成为高频弱电领域中很有发展前途的一种非金属磁性材料 l铁氧体的晶体结构 铁氧体作为一种具有铁磁性的金属氧化物，是由铁和其他一种或多种金属组成的复合氧化物。实用化的铁氧体主要有以下几种晶体类刑 1．1尖晶石型铁氧体 尖晶石型铁氧体的化学分子式为MnFe 20 4 或M0Fe 2 3 ，M是指离子半径与二价 铁离子相近的二价金属离子(Mn2+、Zn2+、Cu2+、Ni2+、Mg2+、Co2+等)或平均化学价为 二价的多种金属离子组(如Li 0.5Fe 0.53 )。以Mn2+替代Fe2+所合成的复合氧化物 MnFe 20 4 称为锰铁氧体，以Zn2+替代Fe2+所合成的复合氧化物ZnFe 2 4 称为锌铁氧体。 通过控制替代金属，可以达到控制材料磁特性的目的。由一种金属离子替代而成的铁氧体称为单组分铁氧体。由两种或两种以上的金属离子替代可以合成出双组 分铁氧体和多组分铁氧体。锰锌铁氧体(Mn—ZnFe 2O 4 )和镍锌铁氧体(Ni—ZnFe 2 4 ) 就是双组分铁氧体，而锰镁锌铁氧体(Mn—Mg—ZnFe 2O 4 )则是多组分铁氧体。 1．2磁铅石型铁氧体 磁铅石型铁氧体是与天然矿物——磁铅石Pb(Fe 7.5Mn 3.5 Al o.5 Ti 0.5 )0 19 有类似晶 体结构的铁氧体，属于六角晶系，分子式为MFe l20 19 或Bao·6Fe 2 3 ，M为二价金 属离子Ba2+、Sr2+、Pb2+等。通过控制替代金属，也可以获得性能改善的多组分铁氧体。 1．3石榴石型铁氧体 石榴石型铁氧体是指一种与天然石榴石(Fe，Mg) 3A1 2 (Si0 4 ) 3 有类似晶体结构
纳米晶带材简介
铁基纳米晶合金 一、简介： 铁基纳米晶合金是由铁元素为主，加入少量的Nb、Cu、Si、B元素所构成的合金经快速凝固工艺所形成的一种非晶态材料，这种非晶态材料经热处理后可获得直径为的，弥散分布在非晶态的基体上，被称为微晶、纳米晶材料或纳米晶材料。微晶直径10-20 nm, 适用频率范围50Hz-100kHz. 二、背景介绍： 1988年日本的Yoshizawa等人首先发现,在Fe-S-iB非晶合金的基体中加入少量Cu和 M(M=Nb,Ta,Mo,W等),经适当的温度晶化退火以后,可获得一种性能优异的具有bcc结构的超细晶粒(D约10nm)软磁合金。这时材料磁性能不仅不恶化,反而非常优良,这种非晶合金经过特殊的晶化退火而形成的晶态材料称为纳米晶合金。其典型成份为 Fe7315Cu1Nb3Si1315B9,牌号为Finemet。其后,Suzuki等人又开发出了Fe-M- B(M=Zr,Hf,Ta)系,即Nanoperm系。到目前为止,已经开发了许多纳米晶软磁材料,包括:Fe基、Co基、Ni基[2]。由于Co基和Ni基不易于形成K、Ks同时为零的非晶态或晶态合金,如果没有特殊情况,实用价值不大。 三、铁基纳米晶软磁合金的制备方法 纳米晶软磁合金的制备一般采用非晶晶化法。它是在用快淬法、雾化法、溅射法等制得非晶合金的基础上,对非晶合金在一定的条件下(等温、真空、横向或纵向磁场等)进行退火,得到含有一定颗粒大小和体积分数的纳米晶相。近年来,也有一些研究者采用高能球磨法制备纳米晶软磁合金。 四、纳米晶软磁合金的结构与性能 纳米晶软磁合金的典型成份为Fe7315Cu1Nb3Si1315B9。随着研究的不断进行,合金化元素几乎遍及整个元素周期表。从合金的化学成份在合金中的作用看,可以分为4类: (1). 铁磁性元素:Fe、Co、Ni。由于Fe基合金具有高Bs的优势,且纳米晶合金可以实现K和Ks同时为零,因而使L值很高、损耗很低,价格便宜,成为当今研究开发的中心课题。 (2). 非晶形成元素:主要有Si、B、P、C等。对于纳米晶软磁合金带材,一般都是先形成非晶带,然后通过退火使材料出现纳米晶,因而非晶化元素是基本元素。特别是B对形成非晶有利,成为几乎所有纳米晶软磁合金的构成元素,含量在5at%~15at%之间。Si也是
磁性纳米材料制备
合肥学院 Hefei University 化学与材料工程系 题目：磁性纳米材料的合成 班级：13化工（3）班 组员：赵康智、蒋背背、朱英维、高宗强、 1303023045、1303023004、1303023039、学号： 1303023036、13030230
摘要 磁性纳米材料由于具有表面效应、量子尺寸效应,以及超顺磁性等优异的特性,引起了世界各国研究工作者的高度重视。磁性纳米材料的性能与其组成、结构及纳米粒子的稳定性密切相关,因此制备粒径均匀,组成、结构稳定的纳米粒子是其应用的关键。 关键词: 磁性纳米材料;化学合成 正文 一、磁性纳米材料的性能 磁性纳米材料具有纳米材料所共有的表面效应、小尺寸效应、量子尺寸效应、宏观量子隧道效应等。同时由于与磁相关的特征物理长度恰好处于纳米量级,如磁单畴尺寸、超顺磁性临界尺寸、交换作用长度、以及电子平均自由路程等。当磁性材料结构尺寸与这些特征物理长度相当时,就会呈现反常的磁学性质,从而体现出与块体材料和原子团簇不同的特性。磁性纳米材料主要的磁特性可归纳如下:（1）饱和磁化强度；（2）矫顽力；（3）单磁畴结构；（4）居里温度；（5）超顺磁性。 二、磁性纳米材料的合成制备方法 当粒子尺寸减小到纳米量级时,颗粒的尺寸、形貌和晶体结构都会影响材料的性能和应用。而能够制备出尺寸、形貌和晶体结构可控的磁性金属纳米颗粒一直是人们研究的重点和难题。因此,探索通过简单的方法制备出满足应用需要的,尺寸、形貌及晶体结构可控的金属磁性纳米材料对推动纳米科技的发展的具有重要意义。常用的制备磁性金属纳米粒子的方法主要包括:溅射法、机械研磨法和化学合成方法。机械研磨法往往需要要高纯度的金属原材料,并消耗大量能量用于均匀化反应物,反应时间长,而且易引入杂质,所得晶粒不够完整,分散性不够好。同时,为弥补金溅射法属在熔化过程中的挥发损失,往往需要过量的稀土元素。化学方法在制备金属磁性纳米材料方面却能够有效减少成本,反应物易于均匀化,反应过程易于操作,且显著降低了反应所需温度。另外,化学合成法在控制产物组成和颗粒尺寸方面也具有一定的优越性。因此,化学合成法成为合成纳米材料的重要方法。
聚合物无机物纳米复合材料
聚合物/无机物纳米复合材料 张凌燕 牛艳萍 （武汉理工大学资源与环境工程学院，武汉，430070） E-mail：zhly@https://www.docsj.com/doc/109912840.html,或niuyanping2004@https://www.docsj.com/doc/109912840.html, 摘 要：本文从聚合物/无机物纳米复合材料的类型、各种制备方法及原理、优异性能及应用等方面，总结了聚合物/无机物纳米复合材料的研究进展。 关键词：聚合物/无机物纳米复合材料；增韧；表面改性 1 前 言 纳米材料是指材料二相显微结构中至少有一相的一维尺度达到纳米级尺寸（100nm以下）的材料。纳米复合材料是指2种或2种以上的吉布斯固相至少在一个方向以纳米级大小（1～100nm）复合而成的复合材料[1]。聚合物/无机物纳米复合材料（简称OINC）是以聚合物为基体（连续相）、无机物以纳米尺度（小于100nm）分散于基体中的新型高分子复合材料[2]。按照无机物纳米粒子形态结构，OINC可分为聚合物/无机粒子纳米复合材料、聚合物/无机纤维纳米复合材料、聚合物/片层状无机物纳米复合材料。用于制备OINC的无机物包括：粘土类如滑石粉、蒙脱土、云母、水辉石等，陶瓷如SiO2、TiO2、Al2O3、AlN、ZrO2、SiC、Si3N4等，聚硅氧烷，CaCO3，分子筛，金属氧化物如V2O5、MoO3、WO3等，层状过渡金属二硫化物或硫代亚磷酸盐如MoS2、TiS2、TaS2、MPS3（M=Mn、Cd等），层状金属盐类化合物、双氢氧化物，以及碳黑、碳纤维等[3]。与传统的复合材料相比，由于纳米粒子带来的纳米效应和纳米粒子与基体间强的界面相互作用，聚合物纳米复合材料具有优于相同组分常规聚合物复合材料的力学、热学性能，为制备高性能、多功能的新一代复合材料提供了可能。 2 无机纳米粒子的增韧机理及表面修饰 2.1 增韧机理 （1）在变形中，刚性无机粒子不会产生大的伸长变形，在大的拉应力作用下，基体和无机粒子的界面部分脱粘形成空穴，使裂纹钝化，不致发展成破坏性裂缝；无机粒子的存在产生应力集中效应，引发粒子周围的树脂基体屈服（空化、银纹、剪切带）。这种界面脱粘和屈服都需要消耗更多的能量，从而起到增韧作用。 （2）由于纳米粒子的比表面积大，表面的物理和化学缺陷越多，粒子与高分子链发生物理或化学结合的机会越多，因而与基体接触面积增大，材料受冲击时，会产生更多的微开裂，吸收更多的冲击能[4]。 2.2 表面修饰 刚性无机粒子的粒径越小，与基体接触面积越大，若能均匀分布，增韧增强的效果就越 1
软磁铁氧体材料基本类别及主要应用Featuresand
软磁铁氧体材料基本类别及主要应用(Features and applicat ion of Soft magnet) 软磁铁氧体按成份一般分为MnZn、NiZn系尖晶石和平面型两大类。前者主要用于低、中频(MnZn)和高频(NiZn)，后者可用于特高频范围；从应用角度又可分高磁导率μi、高饱和磁通密度Bs、高电阻率及高频大功率(又称功率铁氧体)等几大类。由于软磁铁氧体在高频作用下具有高导磁率、高电阻率、低损耗等特点，同时还具有陶瓷的耐磨性，因而被广泛用于工业和民用等领域。工业产品主要用于计算机、通信、电磁兼容等用开关电源、滤波器和宽带变压器等方面；民用产品主要用于电视机、收录机等电子束偏转线圈、回扫变压器、中周变压器、电感器及轭流圈部分等。 一：国内外研发现状： 在软磁铁氧体磁性材料中一般以μi>5000的材料称为高磁导率，该材料近年来产量不断递增，尤其是随着当今数字技术和光纤通信的高速发展，以及市场对电感器、滤波器、轭流圈、宽带和脉冲变压器的需求大量增加，它们所使用的磁性材料都要求μi>10000以上，从而可使磁芯体积缩小很多，以适应元器件向小型化、轻量化发展要求。另外为满足使用需求，这类高磁导率小磁芯表面必须很好，平滑圆整，没有毛刺，且表面上须涂覆一层均匀、致密、绝缘、美观的有机涂层，针对这一技术难点，高磁导率软磁铁氧体产业需求中迫切希望再提高该功能材料的磁导率(μi>10000)。 上世纪90年代后，一些国外知名公司如日本TDK、TOKIN、HITACHI、IROX-NKK、FDK、KAWATETSU等、德国SIEMENS、荷兰Philips、美国SPANG磁性分公司等相继研发出新一代超高磁导率H5D(?i=15000)、H5E(?i=18000)铁氧体材料。日本TDK公司是全球磁性材料最富盛名的领头羊企业，他们在早期生产的H5C2(?i=10000)基础上，又先后开发了H5C3(?i=12000)、H5D(?i=15000)和H5E(?i=18000)等系列高?软磁铁氧体材料；90年代末已试验成功?i=20000的超高磁导率Mn-Zn铁氧体材料。TOKIN公司已向市场推出了12000H(?i=12000)、15000H(?i=15000)和18000H(?i=18000)的铁氧体材料。德国西门子、荷兰飞利浦、美国SPANG公司分别开发的高磁导率软磁铁氧体T42、T46、T56、3E6、3E7和MAT-W、MAT-H材料，其中T46:?i=15000、3E7:?i=15000、MA T-H:?i=15000，2000年西门子和飞利浦公司研制的T56、3E9材料最高磁导率已超过?i=18000。 虽然，我国软磁铁氧体工业发展较快，现有的生产厂家通过技术改造和工艺改进已取得不少成果，产品质量和产量得到明显提高，但目前国内只能大量生产?i=5000-7000的低档铁氧体材料，在高磁导率锰锌铁氧体材料研发生产上，国内与国外的水平与距离相差甚远，且大多数企业生产规模还太小，年产量普遍在1000吨以下，μi>10000的材料生产厂家更是屈指可数，而初具规模的国外公司一般年产软磁铁氧体在3000吨以上，TDK、FDK等公司年产量更是高达20000吨以上。依据我国磁性行业协会的统计，1999年我国生产μi=8000-10000材料的产量很少，但2000年后生产这类中低档软磁铁氧体材料却有较大改观。上海、浙江、
水热法制备纳米镍锌铁氧体粉体及其磁性能
陈芳等：原位聚合制备有机累托石/聚甲基丙烯酸甲酯纳米复合凝胶聚合物电解质· 713 ·第35卷第6期 水热法制备纳米镍锌铁氧体粉体及其磁性能 曹慧群1，魏波1，刘剑洪1，李耀刚2，朱美芳2，王野3 (1. 深圳大学化学与化工学院，广东深圳 518060；2. 东华大学材料科学与工程学院，纤维改性国家重点实验室， 上海 200051；3. 厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室，福建厦门 361005) 摘要：用水热法分别在200℃和220℃下反应5h制备了纳米级镍锌铁氧体(Ni0.5Zn0.5Fe2O4)粉体。用X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)分析合成的纳米Ni0.5Zn0.5Fe2O4的物相，结果表明：200℃水热反应5h得到的纳米Ni0.5Zn0.5Fe2O4粉体中含有γ-Fe2O3，220℃水热反应5h可以得到纯纳米Ni0.5Zn0.5Fe2O4粉体。用透射电镜(transmission electron microscope, TEM)、M?ssbauer谱(M?ssbauer spectroscopy, MS)、Fourier红外分析(Fourier transform infrared spectroscopy, FTIR)、振动样品磁强计(vibrating sample magnetometer, VSM)等方法表征纯纳米Ni0.5Zn0.5Fe2O4粉体。TEM结果表明：纳米Ni0.5Zn0.5Fe2O4粉体粒子为球形，粒径约为20nm。室温MS结果表明：大部分纳米Ni0.5Zn0.5Fe2O4粉体粒子表现出铁磁性，少量的表现出超顺磁性。FTIR分析表明：样品在577cm–1和420cm–1处出现NiZn铁氧体的特征峰。磁滞回线结果表明：纳米Ni0.5Zn0.5Fe2O4粉体粒子的饱和磁化强度为38.14 A?m2 /kg，剩磁为17.32A?m2 /kg，矫顽力为29275.29A/m。 关键词：镍锌铁氧体；制备；磁性；水热法 中图分类号：TQ325.1 文献标识码：A 文章编号：0454–5648(2007)06–0713–04 HYDROTHERMAL SYNTHESIS AND MAGNETIC PROPERTIES OF NANOSIZED NICKEL ZINC FERRITE POWDER CAO Huiqun1，WEI Bo1，LIU Jianhong1，LI Yaogang2，ZHU Meifang2，WANG Ye3 (1. College of Chemistry and Chemical Engineering, Shenzhen University, Shenzhen 518060, Guangdong; 2.College of Material Science and Engineer, State Key Laboratory for Modification of Chemical Fibers and Polymer Material, Donghua University, Shanghai, 200051; 3. State Key Laboratory for Solide Surface Physical Chemistry, Xiamen University , Xiamen 361005, Fujian ,China) Abstract: Nanosized nickel zinc ferrite (Ni0.5Zn0.5Fe2O4) powder was synthesized by the hydrothermal synthesis method at 200℃and 220 for 5 ℃h, respectively. An X-ray diffraction (XRD) was adopted for the characterization of Ni0.5Zn0.5Fe2O4 powder. It is concluded that the Ni0.5Zn0.5Fe2O4 powder contained γ-Fe2O3 when it is synthesized at 200 for 5 ℃h, and pure Ni0.5Zn0.5Fe2O4 powder were prepared by the hydrothermal synthesis at 220 for 5 ℃h. The pure powder was characterized by a transmission electron micro-scope (TEM), M?ssbauer spectrum (MS), Fourier transform spectroscopy (FTIR), and magnometry using a vibrating sample magne-tometer (VSM). The TEM results show that Ni0.5Zn0.5Fe2O4 nanoparticles are round, and are about 20nm in diameter. The MS results reveal that most of the Ni0.5Zn0.5Fe2O4 nanoparticles show ferromagnetism and a small quantity of Ni0.5Zn0.5Fe2O4 exhibit superpara-magnetic relaxation. The FTIR results show that the bands at 577cm–1and 420cm–1 are the characteristic bands of NiZn ferrite. The saturated magnetization, remanence and coercivity of Ni0.5Zn0.5Fe2O4 powder are 38.14A?m2/kg, 17.32A?m2/kg and 29275.29A/m, respectively. The powder exhibits good magnetic properties. Key words: nickel zinc ferrite; synthesis; magnetic property; hydrothermal method 纳米磁性材料由于粒子尺寸小、比表面大，表现出许多与传统常规尺寸材料不同的物化性能，具有十分诱人的应用前景。镍锌(NiZn)铁氧体(nickel zinc ferrite)由于内部结构多孔及高电阻率的特点，成为1MHz以上应用频率领域内性能最好的磁性材料[1]。 制备纳米级NiZn铁氧体的常用方法有：固相法和液相法。固相法有：高温煅烧法、自蔓延高温合成法和低热固相化学反应法等[2–11]。近年来，人们越来越多地用用湿化学法，如：水热法、化学共沉淀法、溶胶–凝胶法等合成纳米级铁氧体[11–18]。 收稿日期：2006–09–29。修改稿收到日期：2007–02–09。基金项目：深圳大学科研(4CHQ)资助项目。 第一作者：曹慧群(1976～)，女，博士，讲师。Received date:2006–09–29. Approved date: 2007–02–09. First author: CAO Huiqun (1976—), female, doctor, lecturer. E-mail: chq0524@https://www.docsj.com/doc/109912840.html, 第35卷第6期2007年6月 硅酸盐学报 JOURNAL OF THE CHINESE CERAMIC SOCIETY Vol. 35，No. 6 J u n e，2007
镍铁氧体纳米晶的制备及电磁性能研究(精)
收稿日期:2006206228 基金项目:辽宁省自然科学基金资助项目(2040189)? 作者简介:马瑞廷(1968-),男,辽宁沈阳人,东北大学博士研究生,沈阳理工大学讲师;田彦文(1946-),女,辽宁沈阳人,东北大 学教授,博士生导师? 第28卷第6期2007年6月东北大学学报(自然科学版)Journal of Northeastern University (Natural Science )Vol 128,No.6J un.2007 镍铁氧体纳米晶的制备及电磁性能研究 马瑞廷1,田彦文1,毕韶丹2,张春丽2 (1.东北大学材料与冶金学院,辽宁沈阳 110004; 2.沈阳理工大学材料科学与工程学院,辽宁沈阳 110168) 摘 要:通过高分子凝胶法制备了尖晶石型镍铁氧体(NiFe 2O 4)纳米晶?采用FT 2IR ,X 射线,TEM 和波导等方法对产物以及产物的电磁性能进行了表征?结果表明,干凝胶为无定型状态,当煅烧温度高于400℃时,形成纯相的尖晶石型纳米晶?煅烧温度为400,600和800℃时,由透射电镜照片可知粉体平均粒径分别约为8,25和40nm ,红外光谱显示金属-氧离子(M —O )键的特征吸收峰出现了红移,该峰红移23cm -1;纳米晶在8～12GHz 的测试频率范围内具有介电损耗与磁损耗,随着热处理温度的升高,镍铁氧体纳米晶的介电损耗和磁损耗明显增大?关 键 词:高分子凝胶法;纳米晶体;镍铁氧体;电磁性能;制备中图分类号:TB 383 文献标识码:A 文章编号:100523026(2007)0620847204 Preparation of N anocrystalline Nickel Ferrite and Its E lectrom agnetic Properties M A R ui 2ti ng 1 ,TIA N Y an 2wen 1 ,B I S hao 2dan 2 ,ZHA N G Chun 2li 2 (1.School of Materials &Metallurgy ,Northeastern University ,Shenyang 110004,China ;2.Materials Science &Engineering College ,Shenyang Ligong University ,Shenyang 110168,China.Corres pondent :MA Rui 2ting ,E 2mail :mrt 21118@https://www.docsj.com/doc/109912840.html, ) Abstract :Nanocrystalline nickel ferrite was prepared by polyacrylamide gel ,taking acrylamide as monomer and N ,N 2methylenediacrylamide as lattice agent.F T 2IR spectrometer ,XRD ,TEM and waveguide were used to characterize the gel ,products and their electromagnetic properties after calcining.XRD patterns showed that the dried gel is amorphous ,the spinel nickel ferrite formed at not lower than 400℃.The grain sizes and M —O characteristic absorption bonds are dependant on heat treatment temperature.When the calcining temperatures are 400,600and 800℃,the grain sizes are 8,25and 40nm ,respectively ,as identified by TEM.The F T 2IR spectra illustrated that the M —O characteristic absorption bonds shift from 590cm -1to 613cm -1.The nanocrystalline presents not only dielectric loss but magnetic loss in the frequency range of measurement ,and both the losses of spinel 2type nanocrystalline increases obviously with increasing heat treatment temperature. K ey w ords :polyacrylamide gel ;nanocrystalline ;nickel ferrite ;electromagnetic property ;preparation 尖晶石型铁氧体的晶体结构属于立方晶系(氧原子为面心立方密堆积),它与天然矿物尖晶石MgAl 2O 4的结构相同?反向尖晶石型NiFe 2O 4纳米晶作为一种各向异性的软磁性材料,具有较高的居里温度和饱和磁化强度,这些特性源于其独特的结构,在反向尖晶石型NiFe 2O 4晶体中,Fe 3+占据四面体的位置,Ni 2+占据八面体的位 置,二者非平行旋转产生了较强的磁力矩[1]?因 此被广泛地应用在高频磁记录、磁共振装置、传感器[2]和电磁波吸收材料[3]等领域?目前,纳米晶NiFe 2O 4的制备方法主要有:共沉淀方法[4],回流 法[5]和电子脉冲法[6]等?这些方法有的可以得到较细的粉体,但对设备要求高,难以大规模生产;有的需要较高的热处理温度,且难以解决纳米粒子的团聚问题? 高分子凝胶法利用丙烯酰胺自由基聚合反
磁性纳米材料的制备及应用前景
磁性纳米材料的制备及应用前景 摘要：磁性纳米材料因其具有独特的性质，在现代社会中有着广泛的应用，并越来越受到人们的关注。本文主要介绍了磁性纳米材料的制备及应用前景，概述了纳米磁性材料的制备方法，如机械球磨法，水热法，微乳，液法，超声波法等，总结了纳米磁性材料在实际中的应用，并对其研究前景进行了展望。 Abstract: magnetic nanomaterials due to their unique properties, in the modern society has a wide range of applications, and people pay more and more attention. This paper mainly introduces the magnetic nanometer material preparation and application prospect of nano magnetic materials, summarized the preparation methods, such as mechanical ball milling method, hydrothermal method, microemulsion, liquid method, ultrasonic method, summarizes the nanometer magnetic materials in practical application, and the research prospect.
前言 纳米材料因其尺寸小而具有普通块状材料所不具有的特殊性质，如表面效应、小尺寸效应、量子效应和宏观量子隧道效应等，从而与普通块状材料相比具有较优异的物理、化学性能。磁性纳米材料由于其在高密度信息存储，分离，催化，靶向药物输送和医学检测等方面有着广泛的应用，已经受到了广泛关注。磁性复合纳米材料是以磁性纳米材料为中心核，通过键合、偶联、吸附等相互作用在其表面修饰一种或几种物质而形成的无机或有机复合材料。由于社会的发展和科学的进步，磁性纳米材料的研究和应用领域有了很大的扩展。磁性材料在信息存储、传感器和磁流体等传统学科领域有着重要的应用。随着纳米材料科学与技术的发展，纳米磁性材料的应用开发日益引起人们的关注，特别是在提高 信息存储密度、微纳米器件和生物医学领域的应用潜力巨大。目前普遍采用化学法制备铁氧体磁性纳米颗粒，具体有溶胶～凝胶法、化学共沉淀法等，而由于生物合成的磁性纳米颗粒表现出更优良的性质。 1.磁性纳米材料的特点 量子尺寸效应：材料的能级间距是和原子数N 成反比的，因此，当颗粒尺度小到一定的程度，颗粒内含有的原子数N 有限，纳米金属费米能级附近的电子能级由准连续变为离散，纳米半导体微粒则存在不连续的最高被占据分子轨道和最低未被占据的分子轨道，能隙变宽。当这能隙间距大于材料物性的热能，磁能，静电能，光子能等等时，就导致纳米粒子特性与宏观材料物性有显著不同。例如，导电的金属在超微颗粒时可以变成绝缘体，磁矩的大小和颗粒中电子是奇数还是偶数有关，比热亦会反常变化，光谱线会产生向短波长方向的移动，这就是量子尺寸效应的宏观表现。 小尺寸效应：当粒子尺度小到可以与光波波长，磁交换长度，磁畴壁宽度，传导电子德布罗意波长，超导态相干长度等物理特征长度相当或更小时，原有晶体周期性边界条件破坏，物性也就表现出新的效应，如从磁有序变成磁无序，磁矫顽力变化，金属熔点下降等。 宏观量子隧道效应：微观粒子具有穿越势垒的能力，称为量子隧道效应。而在马的脾脏铁蛋白纳米颗粒研究中，发现宏观磁学量如磁化强度，磁通量等也具有隧道效应，这就是宏观量子隧道效应。它限定了磁存储信息的时间极限和微电子器件的尺寸极限。 2. 磁性复合纳米材料的制备方法 2.1水热合成法 水热合成法是液相中制备纳米粒子的一种新方法。一般是在100~300摄氏度温度下和高气压环境下使无机或有机化合物与水化合，通过对加速渗透析反应和物理过程的控制，得到改进的无机物，再过滤，洗涤，干燥，从而得到高纯，超细的各类微粒子。研究发现以FeC13为铁源，AOT为表面活性剂，N2H4·H20（50%）为还原剂水热合成 Fe3O4纳米颗粒时，反应温度和时间，表面活性剂和还原剂浓度对最终产物的尺寸形貌、分散性和磁性有明显影响。还有通过调节水热反
铁氧体
1.引言 1.1铁氧体的种类及特性[1、2] 铁氧体为一种具有软磁性的金属氧化物。是由铁和其它一种或多种金属合成的金氧化物。尖晶石型铁氧体的化学分子式为MeFe2O4或MeO·Fe2O3,Me是指离子半与二价铁离子相近的二价金属离子（Mn2+﹑Zn2+﹑Cu2+ Ni2+﹑Mg2+）或平均化学价为二价的多种金属离子组成。使用不同的替代金属，可以合成不同类型的铁氧体。以Mn2+替代Fe2+所合成的复合氧化物MnOFe2O3(MnFe2O4)称为锰铁氧体，以Zn2+替代Fe2+所组成的复合物ZnO.Fe2O3(ZnFe2O4)称为锌铁氧体。通过控制替代金属，可以达到控制材料磁特性的目的。由一种金属离子替代而成的铁氧体为单组分铁氧体；由两种或两种以上的金属离子替代可以合成出双组分铁氧体和多组分铁氧体。锰锌铁氧体（Mn-ZnFe2O4）和镍锌铁氧体（Ni-ZnFe2O4）就是双组分铁氧体，而锰镁铁氧体（Mn-Mg-ZnFe2O4））则是多组分铁氧体。 1.2软磁铁氧体现状与发展 由于我国的电子信息产业取得空前的发展，作为软磁铁氧体的重要应用领域无论是传统消费的电子音像产品，还是新崛起的移动通信设施和家用电脑及外部设备，都处于蓬勃发展的状态；而基础设施建设的大规模开展使节能照明产品的需求也在快速增长；由于电磁兼容要求的提高，EMI 专用器件需求猛增。这些都对软磁铁氧体产业提出更高的要求。纵观电子信息产业发展的态势，可以得到一个结论：当前软磁铁氧体的最大市场在中国，市场增长最快的地区也是中国国内电子工业产品需求量将会以15%左右年增长率向前发展，高档产品和出口产品的比率将会很快提高，国内需要高档产品量也不断增加。据统计，珠江三角洲地区磁环年需量30亿只左右，磁芯约2亿只，美国的PULSE，台商YCL等在大陆办厂的企业用量也比较大，仅美国PULSE公司一年要用1亿美元进口高磁导率铁氧体系列产品，还有国内华为、中兴、大唐、东方通讯等程控交换机生产厂，也需要高档软磁铁氧体产品代替进口产品。今年国内电子产品需要软磁铁氧体3.8万吨，其中长虹公司仅彩电需要的软磁铁氧体磁芯用量6000吨，还有联想、长城等公司电脑和显示器和
粉体的定义详解
粉体的制备方法-------机械法和化学合成法 一、粉体的定义：粉体是大量颗粒的集合体，即颗粒群，又称为粉末；颗粒是小尺寸物资的通称，其几何尺寸相对于所测的空间尺度而言比较小，从厘米级到纳米级不等，又称为粒子；颗粒是粉体的组成单元，是研究粉体的出发点。粉体是由诸多颗粒组成，是大量颗粒的宏观表现，其性质取决于各颗粒，并受颗粒堆积情况、颗粒之间的介质、外界作用力的影响。 二、机械法制备粉体 用机械力进行粉碎，可以将各种金属矿物、非金属矿物、煤炭等制成粉体，适用于大规模工业生产。在粉碎过程中，大块物料在机械力作用下发生破坏而开裂，经破碎成为许多小块、小颗粒，进一步经粉磨成为细粉体。 在出现破坏之前，固体受外力作用，先发生可恢复原形的弹性变形，当外力达到弹性极限时，固体县发生永久变形而进入塑性变形阶段；当塑性变形达到极限时，固体开裂，被破坏。作用在固体上的应力按作用方向可分为压应力和剪应力。观察固体破坏时的断面的形状可知，固体在压应力的作用下被压裂，或是在剪应力的作用下产生滑移，或是在两者的共同作用下开裂。 粉碎是在外力作用下使大物块料克服内聚力碎裂成若干小颗粒的加工过程，所使用的外力可以是各能量产生的机械力；粉碎是以单个颗粒的破坏为基础的，是大颗粒破坏的总和。根据所得产物的粒度不同，可将粉碎分为破碎与粉磨；破碎是使大块物料碎裂成小块物料的加工过程，粉磨是使小块物料碎裂成细粉体的加工过程。 粉碎机械：按照主要作用力的类型（压应力、剪应力）和排料粒度，可以将粉碎机械大致分为破碎机械、粉磨机械、超细粉碎机械。粉碎作用力以压应力为主、排料中以粒径大于3mm颗粒为主的称为破碎机械；粉碎作用力以压应为主、排粒中以粒径小于3mm颗粒为主的称为粉磨机械；排料中以粒径小于10微米颗粒为主的称为超细粉碎机械。 常用的破碎机械有锤式破碎机、鄂式破碎机、圆锥破碎机、反击式破碎机、锤式破碎机等；粉磨机械有雷蒙磨、轮碾机、筒磨机、振动磨、高压锟式机等。超细粉碎机械有行星球磨机、搅拌磨、气流粉碎机等；下面主要讨论其中的应用比较广泛的