核殼結(jié)構(gòu)nano-Fe-Al-,2-O-,3-復(fù)合粒子的機(jī)械力化學(xué)合成及其性能研究.pdf_第1頁(yè)
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1、納米金屬粒子以其優(yōu)異的性能廣受人們的關(guān)注,但由于單一的金屬納米粒子易于團(tuán)聚且容易被氧化,因此大大限制了其應(yīng)用。本文以Al粉和Fe<,3>O<,4>粉為原料,通過(guò)機(jī)械力化學(xué)方法原位生成以Al<,2>O<,3>為殼層,包裹納米Fe粒子芯核的復(fù)合粒子,即核殼結(jié)構(gòu)nano-Fe/Al<,2>O<,3>復(fù)合粒子,以解決上述問(wèn)題。 首先確定了球料比和球磨粉末總質(zhì)量,然后根據(jù)XRD物相分析確定了球磨轉(zhuǎn)速V=300 rpm;同時(shí)借助于XRD分析

2、了球磨不同時(shí)間后試樣的物相組成,以及Al-Fe<,3>O<,4>體系在機(jī)械力化學(xué)過(guò)程中的物理化學(xué)變化;最后根據(jù)分析選取球磨時(shí)間為6 h的試樣對(duì)其進(jìn)行了表征。 利用X射線衍射分析了球磨產(chǎn)物的物相成分,運(yùn)用TEM觀察了復(fù)合粒子的微觀形貌,并借助于電子衍射花樣確定了微觀形貌相中芯核和基體殼層所對(duì)應(yīng)的物相。最后利用顆粒粒度分析儀研究了復(fù)合粒子粒徑的統(tǒng)計(jì)分布,以了解復(fù)合粒子的顆粒大小。 運(yùn)用DSC分析研究了核殼結(jié)構(gòu)nano-Fe/

3、Al<,2>O<,3>復(fù)合粒子在Ar氣氣氛下的熱穩(wěn)定性;借助XRD物相分析研究了該復(fù)合粒子在室溫空氣中的抗氧化性能;而空氣氣氛下的TG實(shí)驗(yàn)則對(duì)復(fù)合粒子在加熱時(shí)的抗氧化能力進(jìn)行了表征。此外,結(jié)合TG實(shí)驗(yàn)后試樣的XRD物相分析結(jié)果定量計(jì)算了核殼結(jié)構(gòu)中納米Fe粒子的含量。 使用交流梯度磁強(qiáng)計(jì)(AGM)測(cè)量了球磨不同時(shí)間后試樣的磁學(xué)性能(矯頑力H<,c>、飽和磁化強(qiáng)度M<,s>、矩形比M<,r>/M<,s>等),同時(shí)研究了整個(gè)機(jī)械力化學(xué)

4、過(guò)程中不同磁學(xué)參數(shù)的變化規(guī)律。 通過(guò)建立擴(kuò)散(Diffusion)-反應(yīng)(Reaction)-集聚(Assemblyl)模型(簡(jiǎn)稱DRA模型),分析了機(jī)械力化學(xué)法制備核殼結(jié)構(gòu)nano-Fe/Al<,2>O<,3>復(fù)合粒子的微觀機(jī)理,并對(duì)有關(guān)物相和性能做出了解釋;最后借助于不同升溫速率下的DSC曲線,運(yùn)用Starink無(wú)模式函數(shù)法研究了球磨一定時(shí)間后試樣在加熱時(shí)的化學(xué)反應(yīng),分析了固相擴(kuò)散對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響,并借此驗(yàn)證球磨過(guò)程中固相擴(kuò)

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