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磁性纳米胶囊的制备和性能研究

作　者: 黄炎
导　师: 史桂梅
学　校: 沈阳工业大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: 纳米胶囊 直流电弧法 化学镀 Co/BN Ni/Ag
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要


本文利用直流电弧法和化学镀法以Co-B非晶合金、Co-Al合会、Ni为靶材,分别制备了BN包覆Co纳米胶囊、Co-Al复合氧化物包覆Co纳米胶囊和Ag包覆Ni纳米复合粉体。利用X射线衍射法（XRD）、能量衍射谱分析法（EDS）、高分辨电镜透射分析法（HRTEM）、扫描电镜分析法（SEM）、红外光谱分析法（IR）、光致发光光谱（PL）、振动样品磁强计（VSM）等分析测试手段,对纳米胶囊的物相、形貌、表面成分及结构、磁性进行研究。具体涉及三个部分:首先,利用化学固相反应制备Co-B非晶合金粉体,然后以Co-B合金靶为阳极,利用直流电弧法,在N2与Ar气氛下,电弧制备BN包覆Co纳米胶囊。第二,采用直流电弧法在He气氛中以Co-Al合金为阳极,W为阴极制备Co-Al复合氧化物包覆Co、Co-Al固溶体纳米胶囊。第三,以电弧法制备的Ni粉体为基质材料,化学镀Ag,制备Ag包覆Ni的纳米复合粉体。研究结果表明,利用直流电弧法成功地制备了BN包覆Co纳米胶囊,粒径尺寸分布在30～100nm,高分辨电镜显示所制备的粒子具有清晰的壳核结构,通过红外和光致发光光谱证明了壳层为BN。磁性研究表明,与纯金属Co微晶粉相比,纳米胶囊的饱和磁化强度减小,而矫顽力增加。利用电弧的方法也成功地制备了Co-Al复合氧化物包覆Co、Co-Al固溶体纳米胶囊。由EDS、XRD及XPS光电子谱分析可以得到,核是由体心立方和六角结构的钴纳米颗粒及Co-Al固溶体组成,壳是Co-Al复合氧化物。利用化学镀法,我们成功地制备了Ag包覆Ni纳米胶囊。X射线衍射分析表明,化学镀Ag后两种纳米胶囊中有包含Ni、Ag相,高分辨电镜选区衍射亦证明了单独Ag颗粒的存在。由于Ag的化学活性远低于Ni,因此外壳Ag层的存在,大大提高了Ni纳米粒子的稳定性,增加了抗氧化能力。同时Ag包覆Ni纳米复合粒子的制备,将有效地降低单独银作为导电胶料的成本,因此将有着重要的应用价值。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章 绪论  10-29
  1.1 纳米材料概述  10-11
  1.2 纳米胶囊  11-18
    1.2.1 纳米胶囊的种类  12-13
    1.2.2 纳米胶囊的物理性质  13-15
    1.2.3 纳米胶囊的磁学性质  15-16
    1.2.4 纳米胶囊的光学性质  16-17
    1.2.5 纳米胶囊的电学性质  17-18
    1.2.6 纳米胶囊热学性质  18
  1.3 磁性纳米胶囊的包覆  18-19
  1.4 纳米胶囊的表征方法  19-23
  1.5 纳米胶囊的制备方法  23-27
  1.6 本文研究目的及内容  27-29
第二章 BN包覆Co纳米胶囊的制备、结构和性能  29-39
  2.1 实验过程  30-32
    2.1.1 Co-B非晶合金粉体制备  30
    2.1.2 制备Co-B非晶合金靶  30
    2.1.3 等离子体电弧法制备纳米粉体的过程  30-32
  2.2 实验结果与分析  32-37
    2.2.1 BN包覆Co纳米胶囊相的组成和结构  32-35
    2.2.2 光谱测定纳米胶囊表面成分  35-36
    2.2.3 磁性研究  36-37
    2.2.4 Co/BN纳米粉体胶囊式结构的机理研究  37
  2.3 本章小结  37-39
第三章 Co-Al复合氧化物包覆Co、Co-Al固溶体纳米胶囊的制备、结构及磁性能  39-48
  3.1 钴(Co)、铝(Al)基纳米粒子概述  39-40
    3.1.1 钴(Co)基纳米复合材料  39-40
    3.1.2 Al基纳米复合材料  40
  3.2 实验过程  40-41
  3.3 实验结果与分析  41-47
    3.3.1 Co-Al复合氧化物包覆Co、Co-Al固溶体纳米胶囊相的组成和结构  41-45
    3.3.2 Co-Al复合氧化物包覆Co、Co-Al固溶体纳米胶囊的室温磁性  45-46
    3.3.3 Co-Al复合氧化物包覆Co、Co-Al固溶体纳米胶囊的低温磁性  46-47
  3.4 本章小结  47-48
第四章 纳米Ag包覆Ni的制备和微结构  48-59
  4.1 实验方法  48-53
    4.1.1 直流电弧法  48-49
    4.1.2 化学镀法  49-51
    4.1.3 Ni钠米颗粒的制备过程  51
    4.1.4 化学镀Ag的制备过程  51-53
  4.2 实验结果与分析  53-57
    4.2.1 Ag包覆Ni组成和颗相的粒结构  53-56
    4.2.2 包覆体磁性性质  56-57
  4.3 本章小结  57-59
第五章 结论  59-60
参考文献  60-65
在学研究成果  65-66
致谢  66

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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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