低維鐵基納米材料的可控合成及飽和磁矩調(diào)控.pdf

1、形狀、尺寸可控的低維磁性材料是近年來(lái)材料科學(xué)與凝聚態(tài)物理研究的熱點(diǎn)之一，原因不僅在于它們呈現(xiàn)的新奇的物理性質(zhì)所具有的重要基礎(chǔ)研究?jī)r(jià)值，而且有望實(shí)現(xiàn)未來(lái)自旋電子器件進(jìn)一步微型化、賽道存儲(chǔ)器、磁記錄密度進(jìn)一步提高等的需要。目前在磁滯電機(jī)或磁儲(chǔ)存等對(duì)磁性能（能量密度）要求比較高的設(shè)備中，應(yīng)用最為廣泛的材料是釹鐵硼永磁體。釹鐵硼永磁體作為第三代稀土永磁材料由于非常高的矯頑力使其在其它永磁材料面前有著無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。然而在對(duì)釹鐵硼永磁體的微觀結(jié)構(gòu)

2、分析中發(fā)現(xiàn)，釹鐵硼磁體中含有大量的非磁性相是導(dǎo)致飽和磁化強(qiáng)度不高的主因，通過摻入高飽和磁化強(qiáng)度的鐵鈷鎳磁性材料又會(huì)降低總體的矯頑力，無(wú)法很好的增加總體的磁性能。而在構(gòu)筑納米結(jié)構(gòu)的磁性材料時(shí)發(fā)現(xiàn)，在硬磁/軟磁界面會(huì)因?yàn)榇啪亻g的交換耦合作用使得軟磁材料在其影響下增加本身的剩磁，為新型高密度存儲(chǔ)材料的研究提供了方向。目前最新研究的納米復(fù)合Nd-Fe-B系永磁材料是一種新型的永磁材料，它是由高飽和磁化強(qiáng)度的軟磁相和高各向異性場(chǎng)的硬磁相在納米范圍

3、內(nèi)復(fù)合組成，通過納米尺度下軟、硬磁性相之間的交換耦合相互作用來(lái)獲得磁性能，可以在保持高矯頑力的同時(shí)有效地提升其飽和磁化強(qiáng)度?；诖嗽诒菊撐闹?，通過溶劑熱法與溶膠凝膠法設(shè)計(jì)制備了不同形貌的低維磁性納米材料，并通過設(shè)計(jì)硬磁/軟磁界面來(lái)研究材料的微觀結(jié)構(gòu)與磁學(xué)性質(zhì)變化。本論文的主要研究成果總結(jié)如下：
　?。?）本文通過一步水熱法制備了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、尺寸均一的Fe3O4空心微球，實(shí)驗(yàn)中結(jié)合X射線衍射（XRD），掃描電子顯微鏡（SEM），透射電

4、子顯微鏡（TEM），X射線光電子能譜分析（XPS），超導(dǎo)量子干涉儀（SQUID）對(duì)其所得材料進(jìn)行形貌結(jié)構(gòu)及磁性的測(cè)試和分析。對(duì)Fe3O4空心微球的形成機(jī)理作出分析，并對(duì)其納米空心球在比飽和磁化強(qiáng)度上的反?，F(xiàn)象作出合理的推斷。
　?。?）通過溶劑熱法制備了尺寸均一、結(jié)構(gòu)良好的單晶鐵納米鏈，其中單根納米鏈?zhǔn)怯设F納米顆粒在線軸方向上堆疊而成。通過在磁誘導(dǎo)設(shè)備的調(diào)控和實(shí)驗(yàn)反應(yīng)參數(shù)的調(diào)整，使所得產(chǎn)品形成表面包覆有 PVP（聚乙烯吡咯烷酮）并

5、且具有沿（100）面生長(zhǎng)成單晶的鐵納米鏈，并詳細(xì)研究了PVP包覆的鐵納米鏈的磁性變化原因。
　?。?）通過溶膠凝膠法制備了納米級(jí)的釹鐵硼氧化物顆粒，然后用CaC2還原氧化物獲得Nd2Fe14B合金，并利用前述實(shí)驗(yàn)中的鐵納米鏈與其復(fù)合經(jīng)過進(jìn)一步的退火最終形成Nd2Fe14B/Fe納米雙相復(fù)合材料?；谟泊拧④洿诺慕缑骜詈显?，通過制備納米復(fù)合材料來(lái)增加硬磁（Nd2Fe14B）/軟磁（Fe）界面，從而增大材料的磁能積。對(duì)其所得材料進(jìn)行