不同尺寸的铁酸钴纳米颗粒的磁性研究【文献综述】

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1、毕业论文文献综述应用物理不同尺寸的铁酸钴纳米颗粒的磁性研究当铁磁材料的粒子处于单畴尺寸时，矫顽力（//C）将呈现极人值，粒子进入超顺磁性状态。这些特殊性能使各种磁性纳米粒子的制备方法及性质的研究愈来愈受到重视。开始，多以纯铁G-Fe）纳米粒子为研究对象，制备工艺几乎都是采用化学沉积法。后来,出现了许多新的制备方法，如湿化学法和物理方法，或两种及两种以上相结合的方法制备具有特殊性能的磁性纳米粒子。这些粒子在磁记录材料、磁性液体、生物医学、传感器、催化、永磁材料、颜料、雷达波吸波材料以及其他领域有着广阔的应用前景。磁性纳米粒子之所以具有广阔的

2、应用前景，是因为它具有许多不同于常规材料的独特效应，如量子尺寸效应、表面效应、小尺寸效应及宏观量子隧道效应等，这些效应使磁性纳米粒子具有不同于常规材料的光、电、声、热、磁、敏感特性。当磁性纳米粒子的粒径小于其超顺磁性临界尺寸时，粒子进入超顺磁性状态，无矫顽力和剩磁。众所周知，对于块状磁性材料（如Fe、Co、Ni）,其体内往往形成多畴结构以降低体系的退磁场能。纳米粒子尺寸处于单畴临界尺寸时具有高的矫顽力。小尺、J*效应和表面效应导致磁性纳米粒子具有较低的居里温度。另外，磁性纳米粒子的饱和磁化强度（尬）比常规材料低，并且其比饱和磁化强度随粒径

3、的减小而减小。当粒子尺寸降低到纳米量级时，磁性材料甚至会发生磁性相变。尖晶石型铁酸钴（CoFc204）具有高饱和磁化强度和矫顽力、大的磁晶各內异性和磁致伸缩性、良好的化学稳定性，在磁记录、电磁屏蔽、催化、充电电池、生物医药等领域有着广泛的用途，引起了人们极大的关注。目前，许多合成方法己经用于制备磁性尖晶石型铁酸盐纳米晶，大体上可以分为物理方法（蒸汽冷凝法、物理粉碎法、机械合金法等）和化学方法（气相沉淀法、共沉淀法、水热合成法、溶胶凝胶法、溶剂蒸发法、微乳液法等）两大类。水热法：制备工艺：利用水热反应合成物质，再经分离和热处理制备纳米粒子的

4、一种方法。近来，发展的新技术主要有（1）微波水热法、（2）超临界水热合成、（3）反应电极埋弧（RESA）法。特点：粒子形成经历了溶解、结晶过程，该法具有粒子纯度高、分散性好、晶形好、大小可控、晶粒发育完整、可使用较为便宜的原料、易得到合适的化学计量物等优点。（徐菊等利用水热还原方法成功地制得了最小粒径为30nm的線纳米粒子。）溶胶-凝胶（Sol-Gel）法：制备工艺：向金属醇盐或无机盐溶液中加入溶剂、催化剂、螯合剂等，经水解直接形成无流动性的溶胶或经解凝形成溶胶，再于一定的条件下转变为均一凝胶，然后将凝胶干燥、焙烧，去除有机成分，最后得到

5、纳米粒子。特点：该法反应温度低，可获得粒径很小的纳米粒子、粒径分布窄，晶型和粒度可控。微乳液和反相微乳液法：制备工艺：在合成磁性纳米铁及铁系金属和化合物方面得到了广泛的应用。微乳液法是将金属盐和一定的沉淀剂形成微乳状液，在较小的微区内控制胶粒成核和生长，经过热处理后得到纳米粒子。特点：该法可以通过调整微乳液的组成和结构，实现对粒子尺寸、形态、结构乃至物性的人为调控，制得的粒子分散性好。另外该方法还具有实验装置简单、操作方便、能耗低、应用领域广等优点。化学气相凝聚法（CVC）:制备工艺：利用高纯惰性气体作为载气，携带金属有机前驱物进入高温低

6、压炉，前驱物热解形成团簇，进而获得纳米粒子。特点：原料精炼容易、产物纯度高、分散性好、粒度分布窄。由于可以利用的金属有机前驱物的范围很广,能够用该方法制备的磁性纳米粒子的种类很多，并且粒子性能较好。（已经制备的材料:粒後在5〜13nm的Fe、Co和Fe_Co的粒子。另外，不同成分和性能的Co_Pt合金粒子，粒子的内层为金属合金，外层为Fe203、CoFe204或Co304之类的氧化物。）沉淀法：制备工艺：（1）共沉淀法：在含有多种阳离子的溶液中加入沉淀剂，让所有离子完全沉淀。（2）水解法：利用金属盐溶液在水解剂中发生水解，经加热分解后制备

7、氧化物磁性纳米粒子。实验上用水解法制备Fe304纳米粒子的方法有两种，一种是Massart水解法，另一种是滴定水解法。特点：（1）该法简捷，而且通过向沉淀混合液中加入有机分散剂或络合剂，可提高粒子的分散性，使粒子具奋相当好的稳定性，克服了易团聚的缺点。（2）制得的粒子纯度高、粒径小、粒度分布窄。由滴定水解法制得的Ee304纳米粒子为球形结构，粒径分布比较窄。而由Massart水解法得到的Fe304纳米粒子的外形不很规则，且粒径分布比较宽。（己经制备的材料：（l）CrxFc3-xO4.y-Fc203和Fe304。（2）Fe304）以上就是磁

8、性纳米颗粒的一些研究现状，基于实验室的条和材料条件，接下去的实验将用水热法来制备铁钴酸纳米颗粒，通过改变温度常数，来实现制备不同尺寸的纳米颗粒。用X—射线衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TE