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FePt纳米结构及FePt-无机介质复合体系的制备与表征

2020-12-27阅读(646)

FePt纳米结构及FePt-无机介质复合体系的制备与表征

论文摘要

伴随着信息技术日新月异的发展,信息的存储显得至关重要。磁记录技术作为存储器件的主流之一,一直在不断革新。传统的工业磁性材料如CoPtCr,由于受到超顺磁效应的限制,已经满足不了日益发展的超高密度磁存储的要求。具有L10相的FePt/CoPt等材料,以其超高的磁晶各向异性能和良好的化学稳定性、抗氧化性等,受到人们的关注。本文以五羰基铁和乙酰丙酮铂作为原料,用溶液法合成了FePt纳米颗粒、FePt纳米线等结构。同时,为了解决FePt纳米颗粒在高温退火中的团聚问题,制备了几种FePt-无机介质（FePt-MgO, FePt-TiO2和FePt-SiO2）复合体系,通过XRD, TEM、VSM等分析表征手段,对结构、形貌以及磁性能进行了较深入的表征。本论文主要的工作进展如下：1.利用溶液法合成了FePt纳米颗粒,通过改变反应条件（反应温度和反应物的初始摩尔比）,可以确定合成的最佳条件。在反应温度220℃,Fe-Pt初始摩尔比例为2：1时,合成出的fcc相的FePt纳米颗粒,化学计量比接近1：1,粒径在4nm左右,具有很好的单分散性。高温退火后,有序度为0,96,表现出较好的磁性,矫顽力在70000e以上,但颗粒团聚严重。2.控制反应条件,将溶剂换成油胺和十六烷,在180℃成功地合成出长度在40～100nm、宽度在2nm左右的FePt纳米线。通过改变溶剂油胺和十六烷的比例,可以改变纳米线的长度,但宽度保持不变。对纳米线的晶格和元素组成进行了分析,Fe-Pt原子比例为0.54：0.46。由于退火中L10相变不完全,导致有大量的软磁相存在,因而退火后的FePt纳米线测出的矫顽力较小。3.采用亲水性的FePt纳米颗粒,结合溶胶凝胶法,成功制备了FePt-MgO. FePt-TiO2和FePt-SiO2复合体系。发现高温退火后,无机介质的基体,有效地防止了FePt颗粒的团聚,保持了良好的分散性,而且复合薄膜中的FePt颗粒同样发生了有效的L10相变,但与纯的FePt颗粒相比,化学有序度参数S下降,大致在0.6～0.8范围。系统研究了FePt浓度和氧化物溶胶pH值对FePt-无机介质复合体系的结构和磁性能的影响。发现FePt浓度和前驱体pH值对复合体系的磁性能有着明显的影响,对FePt-MgO体系而言,当FePt:MgO=1:2pH值为7的时候,测得矩形度较好的磁滞回线,矩形度为64.4%,具有最高的矫顽力为46640e,且FePt颗粒在复合薄膜中表现出较好的分散性。FePt-TiO2复合体系,在酸性条件下（pH值为5.5）,FePt:TiO2=1:2时,获得了与FePt-MgO体系相近的的分散性和磁性能,矫顽力为44360e。FePt-SiO2复合体系,pH=9时,矫顽力达到了33000e左右,工艺和性能有待于进一步优化。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 磁记录材料的研究背景和现状
  • 1.2 FePt/CoPt铁磁材料
  • 1.2.1 FePt/CoPt纳米颗粒的合成、自聚集和应用
  • 1.2.2 FePt/CoPt核壳结构、纳米线的制备与应用
  • 1.2.3 FePt/CoPt薄膜的制备与应用
  • 1.3 本论文的工作内容和研究方法
  • 1.3.1 本论文的工作内容
  • 1.3.2 本论文的主要研究方法
  • 参考文献
  • 第二章 不同FePt纳米结构的制备与表征
  • 2.1 引言
  • 2.2 FePt纳米颗粒的制备与表征
  • 2.2.1 合成原料
  • 2.2.2 制备流程和工艺
  • 2.2.3 FePt纳米颗粒的退火
  • 2.2.4 FePt纳米颗粒的表征和最优化工艺条件
  • 2.3 FePt纳米线的制备与表征
  • 2.3.1 合成原料和工艺
  • 2.3.2 FePt纳米线的表征
  • 2.4 FePt@MgO核壳结构的制备与表征
  • 2.4.1 合成原料和工艺
  • 2.4.2 FePt@MgO核壳结构的表征
  • 2.5 小结
  • 参考文献
  • 第三章 FePt-无机介质复合体系的制备和表征
  • 3.1 引言
  • 3.2 FePt-MgO复合体系的制备及性能
  • 3.2.1 复合薄膜的制备
  • 3.2.2 复合薄膜的表征
  • 3.2.3 不同pH值对复合薄膜性能的影响
  • 2复合体系的制备与性能'>3.3 FePt-TiO2复合体系的制备与性能
  • 3.3.1 复合薄膜的制备
  • 3.3.2 复合薄膜的表征
  • 2复合薄膜的制备与性能'>3.4 FePt-SiO2复合薄膜的制备与性能
  • 3.4.1 复合薄膜的制备
  • 3.4.2 复合薄膜的表征
  • 3.4.3 不同pH值对复合薄膜性能的影响
  • 3.5 小结
  • 参考文献
  • 第四章 结论与展望
  • 4.1 结论
  • 4.2 今后的工作展望
  • Publication list
  • 专利
  • 致谢

    • 相关论文文献

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