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具有核/壳结构的铁纳米复合颗粒的制备及磁性研究

作　者: 范猛
导　师: 都有为；汤怒江
学　校: 南京大学
专　业: 凝聚态物理学
关键词: 纳米复合 纳米颗粒 磁性研究 核壳结构 磁导率虚部 磁学性质 复数磁导率 复合物 纳米材料 颗粒尺寸 溶胶-凝胶 氢气还原 铁颗粒 纳米尺度 颗粒的 纳米线 纳米技术 还原温度 饱和磁化强度 包裹层
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


随着纳米技术的发展,简单的制备的纳米颗粒、纳米线等纳米尺度材料已经不再是研究的重点。由于实际应用方面的要求,设计和合成具备特定功能的纳米材料成为了研究热点。其中具备核壳结构的纳米复合物材料由于其优良的可调性质,引起了广泛关注。目前,铁纳米颗粒由于具备高的比饱和磁化强度、低的矫顽力、高的居里温度等性质在各领域具有很重要的应用。但同时它由于其纳米颗粒尺寸小,比表面积大,存在着易氧化、易团聚等缺点,由于金属电阻较小,在外加交变场下诸如涡流效应也会影响其性能。制备具备核壳结构的纳米复合物颗粒能够解决这些问题。一、Fe/TiO2核/壳纳米颗粒的制备与磁性研究1.用溶胶-凝胶结合氢气还原法制备了Fe/TiO2复合物纳米颗粒。由于采用非水溶剂,不经过洗涤过滤,因此TiO2包裹的厚度可以方便调整。2.实验证明表面的二氧化钛壳层可以防止铁颗粒氧化,而且在热处理过程中抑制粘结,防止颗粒长大。纳米复合颗粒矫顽力很小,饱和磁化强度很高,具备良好的软磁性质。3.Fe/TiO2在外加电磁场下,表现出了介电损耗与磁损耗共存的现象,而且随着频率的升高,介电损耗逐渐增大。二、Fe/FeTiO3核壳纳米颗粒的制备与磁性研究1.用溶胶-凝胶结合氢气还原法制备了Fe/FeTiO2内米复合物颗粒。通过调整还原温度,可以分别得到Fe/TiO2和Fe/FeTiO3两种高纯度的复合纳米颗粒。2.实验证明表面的FeTiO3壳层可以防止铁颗粒氧化,而且在热处理过程中抑制粘结,防止颗粒长大。得到的该纳米复合颗粒具有低的矫顽力,高的饱和磁化强度,及良好的软磁性质。3.Fe/FeTiO3复合物纳米颗粒的磁导率在外加场频率低于50 MHz时不随频率变化,虚部保持很小,而且磁导率的实部随着压力改变而改变。三、Fe/FeTiO3核壳纳米颗粒的高温软磁性质1.在Ar气保护条件下,Fe/FeTiO3复合物纳米颗粒的复数磁导率在温度升高到210℃时保持基本不变,软磁性质稳定。2.在与空气接触情况下,Fe/FeTiO3复合物纳米颗粒在温度升高到250℃时开始部分氧化,复数磁导率实部在比室温下更低的频率下迅速下降,且共振峰左移。

全文目录


摘要  3-5
ABSTRACT  5-9
第一章 绪论  9-18
  第一节 引言  9
  第二节 复合物纳米颗粒相关性能研究  9-12
  第三节 溶胶—凝胶法的基本原理  12-15
  参考文献  15-18
第二章 Fe/TiO_2纳米复合物的制备、表征、磁性及微波电磁性能  18-28
  第一节 引言  18-19
  第二节 样品制备  19-21
    2.1 Fe/TiO_2核壳纳米复合物颗粒的具体制备过程  19-20
    2.2 Fe/TiO_2核/壳纳米复合物颗粒的制备流程图  20-21
  第三节 Fe/TiO_2纳米复合物颗粒的表征  21-25
    3.1 表征方法  21
    3.2 实验结果  21-25
  第四节 具有不同包裹量的Fe/TiO_2纳米复合颗粒的磁性质  25
  第五节 本章小结  25-26
  参考文献  26-28
第三章 Fe/FeTiO_3纳米复合物的制备、直流、交流磁学性质  28-39
  第一节 引言  28-29
  第二节 样品制备  29
  第三节 Fe/FeTiO_3纳米复合物颗粒的表征  29-35
    3.1 表征方法  29
    3.2 实验结果  29-35
  第四节 具有不同包裹量的Fe/FeTiO_3纳米复合物颗粒的磁性质  35-36
  第五节 本章小结  36
  参考文献  36-39
第四章 Fe/FeTiO_3纳米复合物的高温软磁性能研究  39-45
  第一节 引言  39
  第二节 不同温度下Fe/FeTiO_3纳米复合物颗粒的复数磁导率  39-44
  第三节 本章小结  44-45
第五章 全文工作总结  45-47
  一、Fe/TiO_2核/壳纳米颗粒的制备与磁性研究  45
  二、Fe/FeTiO_3核壳纳米颗粒的制备与磁性研究  45-46
  三、Fe/FeTiO_3核壳纳米颗粒的高温软磁性质  46-47
攻读硕士期间发表或待发表论文  47-48
致谢  48-49

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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