磁性铁氧体纳米结构的制备与物性研究

论文题目: 磁性铁氧体纳米结构的制备与物性研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 凝聚态物理

作者: 张毅

导师: 翟亚,熊宏齐

关键词: 铁氧体,磁损耗,核壳结构,一维结构,自组装

文献来源: 东南大学

发表年度: 2005

论文摘要: 纳米技术的不断发展和完善开辟了磁性铁氧体研究和应用的新领域,同时也促进了它在生物医学中的作用。磁性纳米粒子制成的磁性液体已广泛用于磁性免疫细胞分离,生物分子磁标记,以及药物控制释放等。尤其值关注是利用磁性铁氧体材料在高频率交流磁场下的磁滞损耗而产生的加热效应对肿瘤或癌症进行过热治疗吸引了越来越多人的研究兴趣。本文选择了具有良好的生物相容性和毒性较低的Fe3O4为研究对象。研究了不同锌含量的锌铁铁氧体纳米颗粒的静态磁特性的变化以及交变磁场下的磁导率和磁损耗;探讨了尺寸效应与表面修饰对铁氧体颗粒物理性质的影响;并尝试了通过外加诱导磁场的方法对一维Fe3O4颗粒链生长和取向进行调控。其具体工作如下:首先,我们应用化学共沉淀法成功的合成了一系列不同锌含量的锌铁铁氧体纳米颗粒。TEM表征表明颗粒为大小均匀的球形颗粒,粒径为15纳米左右。XRD表征表明所有的样品均为尖晶石结构。纯度较高,均匀性好,磁性研究发现随着锌含量的增加居里温度TC下降,饱和磁矩在锌为0.3掺入量时达到最大,然后随锌含量增加而下降。这是由于非磁粒子的加入降低了交换作用所致。同时由于颗粒粒径小于单畴临界尺寸很多,表现出一定量子效应。其饱和磁矩数值小于块材。其次,我们运用KNO3氧化Fe（OH）2凝胶的方法,分别改变反应物KOH和FeSO4的摩尔浓度来得到不同粒径大小的Fe3O4颗粒。磁性测量得到颗粒的矫顽力随粒径变化的关系,并得到了单畴和超顺磁粒子的临界此尺寸;同时用改进的乙醇相中硅酸钠稀溶液预处理的方法成功的在Fe3O4-CA颗粒表面进行了SiO2包埋,得到了均匀而致密的Fe3O4@SiO2核壳结构,比较了不同粒径的Fe3O4颗粒在表面进行了SiO2包覆前后矫顽力HC的变化,发现包覆前后样品的HC～R的关系曲线一致,但包覆后HC增加。这是由于磁性颗粒子间的相互作用减弱所致。此外我们还观察到了由于颗粒间磁偶作用能不同导致的不同的磁偶聚集状态。最后,我们通过KNO3氧化Fe（OH）2凝胶的法制备Fe3O4过程中外加不同强度的诱导磁场成功实现了一维Fe3O4磁性颗粒以及颗粒链的尺寸调控与链长的调控,同时该颗粒链在零场和外加磁场的诱导下得到了无序排列和有序排列两种结构。通过对Fe3O4磁性颗粒链的有序结构的磁学性质表征,显示了一维Fe3O4磁性颗粒链结构具有单轴磁各向异性,对该性质起因进行的分析表明是形状各向异性与链中颗粒的多畴结构共同作用的结果。最后通过球链模型对其矫顽力进行了简单拟合。

论文目录:

摘要

英文摘要

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 铁氧体

1.2.1 铁氧体的亚铁磁性

1.2.2 铁氧体的一些特性与运用

1.3 磁各向异性

1.3.1 磁晶各向异性

1.3.2 形状各向异性

1.4 磁畴和矫顽力

1.5 复数磁导率

1.6 磁损耗

1.6.1 涡流损耗

1.6.2 磁滞损耗

1.6.3 剩余损耗

1.7 本论文的工作及结构

参考文献

第二章 基本实验方法及测试原理

2.1 纳米材料制备方法

2.1.1 高能球磨法

2.1.2 化学沉淀法

2.1.3 溶胶-凝胶法

2.2 结构表征与物性测量

2.2.1 X 射线衍射

2.2.2 透射电子显微镜（TEM）

2.2.3 扫描电子显微镜(SEM)

2.2.4 振动样品磁强计（VSM）

参考文献

第三章 锌铁铁氧体颗粒的制备及物性表征

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 实验试剂与仪器

3.2.2 样品制备与表征

3.3 实验结果与讨论

3.4 本章小节

参考文献

第四章 尺寸效应与表面修饰对铁氧体颗粒物性的影响

4.1 引言

4.2 实验试剂与仪器

4.3 不同粒径四氧化三铁（Fe_3O_4）纳米颗粒的制备与物性分析

4.3.1 样品的制备与表征

4.3.2 实验结果与讨论

4.4 Fe_3O_4 颗粒表面二氧化硅修饰与物性表征

4.4.1 Fe_3O_4 颗粒表面柠檬酸修饰与二氧化硅沉积

4.4.2 二氧化硅沉积结果与讨论

4.5 Fe_3O_4 磁偶作用结构的二氧化硅固定

4.6 本章小节

参考文献

第五章 Fe_3O_4 颗粒链的一维调控生长及其磁场诱导自组装

5.1 引言

5.2 实验试剂与仪器

5.3 铁氧体磁性颗粒链的制备与磁场诱导组装

5.4 实验结果与讨论

5.5 矫顽力HC 的理论拟合

5.6 本章小节

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

致谢

发布时间: 2007-06-11

参考文献

• [1].静电纺丝法制备镍锌铜铁氧体纳米纤维的结构及磁性能研究[D]. 邹锦堂.兰州理工大学2016
• [2].纳米铁氧体吸波剂的设计、合成与性能研究[D]. 王冰冰.石家庄铁道大学2014
• [3].锶铁氧体及其复合物的制备与磁性能研究[D]. 李婷婷.安徽工业大学2016
• [4].铁磁金属纳米结构的制备与磁性究[D]. 寇朝霞.东南大学2006
• [5].添加剂对锶铁氧体磁性能的影响[D]. 吕犇.沈阳工业大学2013
• [6].稀土掺杂M-型铁氧体的制备与磁性能研究[D]. 王超.安徽大学2013
• [7].磁性纳米线磁特性的微磁学研究[D]. 张腊梅.中南大学2005
• [8].纳米级六角晶系复合W型铁氧体的制备及其吸波特性的研究[D]. 汪忠柱.安徽大学2002
• [9].磁性纳米线有序阵列的制备及磁特性研究[D]. 张志城.福建师范大学2007
• [10].预烧温度及两步烧结对镍镁铜锌铁氧体结构与磁性的影响[D]. 马克南.天津大学2015

相关论文

• [1].磁性纳米粒子的表面修饰及功能化[D]. 孙海平.扬州大学2008
• [2].纳米铁氧体的制备及其在磁性纳米药物载体中的应用研究[D]. 王英会.南京理工大学2006
• [3].铁磁金属纳米结构的制备与磁性究[D]. 寇朝霞.东南大学2006
• [4].Fe3O4磁性纳米颗粒及其相关结构材料的调控制备[D]. 周洁.东南大学2005
• [5].铁氧体纳米微晶的制备及其性能研究[D]. 刘翠萍.天津大学2005
• [6].Fe3O4/磁性高分子微球的制备与表征[D]. 刘春丽.吉林大学2007
• [7].糖类Sol-gel法制备钡铁氧体及磁性研究[D]. 尚海涛.兰州大学2007
• [8].铁氧化物纳米材料的形貌可控合成及性质研究[D]. 毛宝东.东北师范大学2007
• [9].磁性铁氧体纳米颗粒及其相关结构的调控制备[D]. 孙永康.东南大学2004
• [10].Fe3O4纳米磁粉及高分子核壳结构磁微球的制备与性能研究[D]. 刘雪奇.四川大学2005

标签：铁氧体论文;  磁损耗论文;  核壳结构论文;  一维结构论文;  自组装论文;