磁性復(fù)合顆粒的合成及其特性研究.pdf

1、本文研究了納米γ-Fe2O3／SiO2磁性復(fù)合顆粒及納米Bi摻雜YIG磁性顆粒的合成及其特性。 (1)以正硅酸乙酯和金屬鐵鹽分別作為二氧化硅及氧化鐵前驅(qū)體，通過溶膠-凝膠工藝制備了γ-Fe2O3／SiO2磁性復(fù)合顆粒?？疾炝髓F鹽前驅(qū)體、分散介質(zhì)及不同種類酸對復(fù)合顆粒晶型及其性能的影響。通過紅外吸收光譜(FT-IR)、粉末X射線衍射(XRD)及透射電鏡(TEM)等手段對γ-Fe2O3／SiO2復(fù)合顆粒大小及其性能進(jìn)行研究。研究結(jié)果

2、表明：以不同鐵鹽為前驅(qū)體時可以得到不同晶型的Fe2O3；不同酸對磁性復(fù)合顆粒的性能有重要影響：加入鹽酸時在SiO2載體中生成α-Fe2O3;加入硝酸時，SiO2載體中生成γ-Fe2O3納米顆粒，與未加酸時相比γ-Fe2O3粒徑變大，飽和磁化強(qiáng)度增強(qiáng)；加入醋酸后生成的γ-Fe2O3納米顆粒粒徑變小，且γ-Fe2O3均勻分散在SiO2載體中，粒度分布變窄，但其飽和磁化強(qiáng)度明顯下降；進(jìn)一步探討了γ-Fe2O3在二氧化硅載體中的形成機(jī)理。

3、 (2)通過化學(xué)法在較溫和的條件下制備得到了γ-Fe2O3／SiO2納米復(fù)合顆粒。首先，將硝酸鐵鹽、醋酸及納米SiO2通過機(jī)械球磨法混合均勻，再經(jīng)旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除溶劑后得到酸處理的前驅(qū)體，前驅(qū)體在80℃下干燥2h、400℃下煅燒1h后即得到納米磁性復(fù)合顆粒；采用上述磁性顆粒，通過機(jī)械球磨法制備得到了穩(wěn)定的水基磁性流體，并對其性能進(jìn)行研究。采用FT-IR和TG等表征手段考察前驅(qū)體性質(zhì)；煅燒后得到的磁性復(fù)合顆粒經(jīng)TEM、XRD及振動樣品磁強(qiáng)計(

4、VSM)等方法研究其顆粒大小及其特性。研究結(jié)果表明：酸處理對磁性顆粒的形成起至關(guān)重要的作用，未經(jīng)酸處理得到的樣品為α-Fe2O3／SiO2，而加入醋酸后得到粒徑分布均勻的γ-Fe2O3納米顆粒；采用此種方法制備得到的磁性復(fù)合顆粒，在γ-Fe2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為44.5％時其飽和磁化強(qiáng)度達(dá)到最大值37.78 emu·g-1。采用上述納米復(fù)合顆粒作為磁性物質(zhì)制備得到的磁性流體，表現(xiàn)出了較好的穩(wěn)定性及較強(qiáng)的磁性能，并使用旋轉(zhuǎn)流變儀對其流變性能進(jìn)行

5、了研究。 (3)以硝酸鐵、硝酸釔和硝酸鉍為原料，通過共沉淀法制備得到石榴石前驅(qū)體，前驅(qū)體經(jīng)熱處理后得到不同Bi含量摻雜的石榴石(BixY3-xFe5O12，x=0，1或1.8)納米顆粒。通過熱分析(TG-DTA)對其前驅(qū)體進(jìn)行表征，考察其最低成相溫度；通過XRD、TEM分別對制備得到的BixY3-xFe5O12顆粒晶型及大小進(jìn)行研究；通過VSM考察樣品磁性能。研究結(jié)果表明：Bi摻雜石榴石(Bi-YIG)成相溫度隨著Bi含量的增加