外加磁場下鐵磁性金屬材料的合成及生長機理研究.pdf

1、材料的各項應(yīng)用性能與其微觀尺寸和形貌有著密切的關(guān)系，因此國內(nèi)外材料研究工作者對微/納米尺度范圍內(nèi)材料的形貌控制保持著高度關(guān)注。近年來，因為特殊的性能和潛在的應(yīng)用價值，鐵磁性金屬材料(鐵、鈷、鎳等)得到了廣泛的研究。本論文主要研究了外加磁場對鎳單質(zhì)，鈷單質(zhì)以及鎳一鈷合金材料的形貌影響，并對鐵磁性金屬材料在外加磁場中的生長機理進行了系統(tǒng)的分析。
　　 1.外加磁場磁力線分布對鎳金屬材料形貌的影響在非模板液相還原體系中生成鎳單質(zhì)晶體，

2、研究化學(xué)反應(yīng)過程中外加磁場的磁力線分布對產(chǎn)物形貌的影響.發(fā)現(xiàn)在外加磁場磁力線分布均勻的區(qū)域，生成一維結(jié)構(gòu)的鎳單質(zhì)晶體；在外加磁場磁力線分布不均勻的區(qū)域，生成球狀顆粒的鎳單質(zhì)晶體.并在實驗觀察的基礎(chǔ)上，提出了鎳單質(zhì)晶體材料在外加磁場中的生長機理。樣品的飽和磁化強度約為50 emu·g-1，矯頑力約為100 Oe，均與塊狀鎳晶體相應(yīng)數(shù)據(jù)接近。這些數(shù)據(jù)進一步確定了一維結(jié)構(gòu)的鎳晶體是由球狀顆粒的鎳晶體組裝而成的。
　　 2.外加磁場下鈷

3、晶體形貌的研究在60℃條件下，用非模板液相還原方法制得鈷單質(zhì)晶體。研究發(fā)現(xiàn)：外加磁場的強度及磁力線分布、自生磁場、鐵磁性材料的本征磁性能、鐵磁性材料顆粒的多少等均會影響外加磁場作用下鐵磁性材料的形貌。由于金屬鈷的飽和磁化強度(150.4 emu·g-1)遠遠大于金屬鎳的飽和磁化強度(50 emu·g-1)，經(jīng)過外加磁場磁化作用后的鈷晶體產(chǎn)生較大的磁場。外加磁場需克服這些自生磁場才能對鈷晶體的形貌產(chǎn)生影響作用。當(dāng)外加磁場的磁場強度較大時，

4、在外加磁場的不同區(qū)域，磁力線分布對鈷晶體的形貌有顯著影響作用：在外加磁場磁力線分布均勻的區(qū)域，生成一維形貌的鈷單質(zhì)晶體；在外加磁場磁力線分布不均勻的區(qū)域，生成顆粒狀的鈷單質(zhì)晶體。外加磁場下合成良好一維結(jié)構(gòu)鐵磁性材料的理想條件是：鐵磁性材料本身的飽和磁化強度較小，制備時使用磁場強度大的外加平行磁場以及低的離子濃度。
　　 3.外加磁場下Ni2+/Co2+離子濃度比對鎳-鈷合金形貌的影響在外加磁場的誘導(dǎo)下，利用非模板液相還原的方法制

5、得鎳-鈷合金，通過改變Ni2+/Co2+離子濃度比值，制得形貌不同的產(chǎn)物。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Ni2+/Co2+離子濃度比值為1:2，1:1和2:1時均得到六方密堆積相(hcp)和面心立方相(fcc)的混合相鎳-鈷合金。當(dāng)Ni2+/Co2+離子濃度比值較小時，外加磁場對產(chǎn)物形貌影響作用微弱；當(dāng)Ni2+/Co2+離子濃度比值較大時，外加磁場對產(chǎn)物形貌有顯著影響作用：在外加磁場磁力線分布均勻的區(qū)域，生成一維形貌的鎳-鈷合金；在外加磁場磁力線分布不均勻