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纳米Fe_3O_4颗粒及其复合材料的制备及性能研究

作　者: 李享
导　师: 杨海滨
学　校: 河南理工大学
专　业: 矿物加工工程
关键词: Fe3O4 纳米颗粒 复合材料 磁性 微波吸收
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 84次
引　用: 1次
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内容摘要


本文主要对Fe3O4纳米颗粒的制备,及其在空气中通过热处理向γ-Fe2O3和α-Fe2O3的转变,纳米Fe3O4与β-环糊精、空心玻璃微珠核壳结构复合材料的制备和性能表征进行了较为系统的研究。用还原沉淀法合成纳米Fe3O4颗粒,通过微波吸收材料（RAM）反射远场雷达截面（RCS）测量法对产物的微波吸收性能进行测量,证实其为优良的高频段微波吸收材料。在空气中分别对纳米Fe3O4颗粒进行150℃、200℃、300℃和400℃下30min的热处理,通过X射线衍射仪（XRD）和振动样品磁强计（VSM）测试得出300℃以下时产物为具有超顺磁性的γ-Fe2O3纳米颗粒,400℃时样品全部转化为α-Fe2O3纳米颗粒并由于产物粒径的增大而产生800Oe矫顽力,随着热处理温度的升高,产物出现烧结现象。分别在不同反应温度、不同反应时间及不同摩尔比例的条件下将β-环糊精包覆于Fe3O4纳米颗粒表面,形成具有较好单分散性及较小粒径的Fe3O4/β-环糊精纳米复合颗粒。探讨了包覆机理,发现β-环糊精对Fe3O4颗粒的包覆能够有效的抑制Fe3O4颗粒的长大并可以提高其在空气中的稳定性,并观察到该复合颗粒分散于水中在磁场的作用下具有磁光现象。在较低合成温度下β-CD能大大降低颗粒尺寸对合成时间的敏感性,这为稳定获得小尺寸Fe3O4颗粒提供了一条新途径。将Fe3O4纳米颗粒均匀地沉积到经预处理的空心微珠表面,得到密度仅为0.4-0.5g/cm3并具有超顺磁性的复合颗粒;通过改变空心微珠的装载量能控制包覆层厚度。该复合颗粒的饱和磁化强度可以通过改变玻璃微珠装载量及反应温度加以控制。提出Fe3O4对空心玻璃微珠的包覆机理。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
1 引言  9-25
  1.1 纳米材料简介  9-17
    1.1.1 纳米材料的基本效应  9-12
    1.1.2 纳米材料的性能  12-14
    1.1.3 纳米材料的应用及前景  14-17
  1.2 纳米磁性材料的研究  17-23
    1.2.1 纳米磁性材料研究概况  17-19
    1.2.2 Fe_30_4 纳米颗粒国内外研究概况  19-23
  1.3 论文主要内容及选题的意义  23-25
    1.3.1 论文主要内容  23
    1.3.2 选题意义  23-25
2 Fe_30_4 纳米颗粒的制备与吸波性能研究  25-33
  2.1 Fe_30_4 纳米颗粒的制备  25-29
    2.1.1 试剂与实验设备  25-26
    2.1.2 实验过程  26-27
    2.1.3 实验讨论  27-29
  2.2 降低 Fe_30_4 纳米颗粒团聚性的研究  29-30
  2.3 Fe_30_4 纳米颗粒微波吸收性能研究  30-31
  2.4 小结  31-33
3 Fe_30_4 纳米颗粒的高温热处理研究  33-39
  3.1 Fe_30_4 纳米颗粒在空气中的高温热处理研究  34-38
    3.1.1 XRD 分析  34-35
    3.1.2 FESEM 分析  35-36
    3.1.3 磁性质分析  36-38
  3.2 小结  38-39
4 Fe_30_4/β-环糊精纳米复合颗粒的制备及磁性研究  39-53
  4.1 环糊精的性质简介  39-40
  4.2 Fe_30_4/β-CD 纳米复合颗粒的制备方法  40-47
    4.2.1 实验过程  40-41
    4.2.2 实验讨论  41-47
  4.3 机理讨论  47
  4.4 磁学性质分析  47-49
  4.5 纳米磁性颗粒的磁光现象  49-51
  4.6 小结  51-53
5 GMB/Fe_30_4 复合颗粒的制备与表征  53-67
  5.1 空心玻璃微珠简介  53-54
  5.2 GMB/Fe_30_4 复合颗粒的制备  54-57
    5.2.1 空心玻璃微珠的表面处理  54-56
    5.2.2 包覆实验过程  56
    5.2.3 XRD 分析  56-57
  5.3 反应条件对产物的影响  57-64
    5.3.1 反应温度对产物的影响  57-61
    5.3.2 空心玻璃微珠装载量对产物的影响  61-64
  5.4 包覆机理的研究  64
  5.5 小结  64-67
6 结论与展望  67-69
  6.1 结论  67-68
  6.2 展望  68-69
参考文献  69-77
附录Ⅰ：在读期间公开发表的学术论文及科研成果一览表  77-79
附录Ⅱ：在读期间发表的代表性学术论文全文  79-91
致谢  91

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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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