磁場(chǎng)引導(dǎo)電沉積納米晶鐵的制備與性能研究.pdf

1、一維磁性納米材料具有高度的磁各向異性，軸向磁化時(shí)，其磁滯回線具有較大的矩形比，表現(xiàn)出比二維納米磁薄膜更優(yōu)越的磁學(xué)特性。其中，一維納米晶鐵在內(nèi)部結(jié)構(gòu)、磁性、熱阻和熔點(diǎn)等方面有著優(yōu)異的性能，具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐磨性以及強(qiáng)度高、模量高等優(yōu)點(diǎn)，廣泛用于電子、電磁、醫(yī)療行業(yè)，如電磁波吸收材料，高密度磁記錄材料，高質(zhì)量敏感元器件，醫(yī)學(xué)、生物工程材料等。 本文自行研制出了一種不需要模板、種子和前驅(qū)物，簡(jiǎn)便、高效制備一維納米晶鐵的方法—

2、—磁場(chǎng)引導(dǎo)直接電沉積法。此法是在外磁場(chǎng)作用下，從亞鐵鹽溶液中，于陰極恒流電沉積直接得到一維納米晶鐵。產(chǎn)物用SEM、FESEM、TEM、XRD和VSM進(jìn)行了表征。對(duì)影響電沉積產(chǎn)物形貌、結(jié)構(gòu)和磁性能的因素進(jìn)行了分析，并對(duì)一維產(chǎn)物的生長(zhǎng)機(jī)理進(jìn)行了探討。 電流密度i=0.05-0.3A/cm<'2>，電解質(zhì)濃度c=0.25-2.0mol/L，溶液溫度T=20-30℃，無(wú)磁場(chǎng)、無(wú)有機(jī)添加劑作用時(shí)，因電沉積過(guò)程控制步驟不同得到片狀、枝晶和交

3、聯(lián)片狀產(chǎn)物。加入十二烷基磺酸鈉SDS，產(chǎn)物以螺旋位錯(cuò)對(duì)生長(zhǎng)機(jī)制生長(zhǎng)為塊狀；加入甘油，產(chǎn)物則以二維成核生長(zhǎng)機(jī)制生長(zhǎng)為圓片狀。磁場(chǎng)作用時(shí)，產(chǎn)物主要為片狀。磁場(chǎng)和有機(jī)添加劑共同作用時(shí)，兩者對(duì)產(chǎn)物的形貌影響具有互補(bǔ)性。XRD結(jié)果表明：電沉積產(chǎn)物均為α-Fe；存在磁場(chǎng)時(shí)，沉積產(chǎn)物傾向于形成[110]擇優(yōu)取向，隨著電流密度的增大，磁場(chǎng)對(duì)產(chǎn)物擇優(yōu)取向的影響逐漸減弱。 在i=-0.1-0.2A/cm<'2>，c=0.5-1.0mol/L，T=2

4、5℃，電極間距d=10-20mm和SDBS作用時(shí)，磁場(chǎng)引導(dǎo)電沉積可得到一維納米晶鐵，且為α-Fe，具有[110]擇優(yōu)取向，表面光滑，無(wú)分支：形貌可控，直徑可為40-60nm，長(zhǎng)徑比可達(dá)50-60；具有磁各向異性，其軸向飽和磁化強(qiáng)度M<,s>(140.3emu/g)大于徑向飽和磁化強(qiáng)度M<,s>(121.1emu/g)，軸向剩余磁化強(qiáng)度M<,r>(19.25emu/g)和矯頑力H<,c>(193.41Oe)小于徑向剩余磁化強(qiáng)度M<,r>(