納米復(fù)合磁性材料的制備及磁性能研究

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1、摘要摘要材料的復(fù)合化是材料發(fā)展的必然趨勢(shì)之一,復(fù)合材料己成為21世紀(jì)最重要、最有發(fā)展?jié)摿Φ念I(lǐng)域。本文利用溶膠一凝膠燃燒合成法、溶膠一凝膠包裹法及膠溶法制備了納米復(fù)合堿土(稀土)永磁材料以及復(fù)合磁性液體,所得樣品主要用于吸波材料、磁記錄、磁存儲(chǔ)介質(zhì)和潤(rùn)滑。在深入進(jìn)行了大量實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上,查明了各種工藝條件對(duì)所制備復(fù)合磁性材料物相結(jié)構(gòu)、粒度及磁學(xué)性能影響的規(guī)律,確定了最佳制備工藝;利用X射線衍射儀(XRD)和紅外光譜儀(IR)確定樣品物相,掃描電鏡(SEM)觀察樣品的形貌,振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)(VSM)進(jìn)行

2、磁性測(cè)量,熱重一差熱分析儀(TG/DTA)研究凝膠的燃燒和析晶過程。本研究的主要內(nèi)容如下:一、制備了新型納米復(fù)合永磁粉體并建立了溶膠一凝膠包裹法1、在查明了最佳工藝條件的基礎(chǔ)上,制備了軟硬磁相復(fù)合、粒徑細(xì)小(20nm左右)、粒度均勻且磁性能優(yōu)良的納米復(fù)合堿土及稀土永磁粉體,即BaFel2019/一/.Fe203、SrFe]20i以-Fe203、SmFe03/v·Fe203及NdFe03/y-Fe203。2、將溶膠一凝膠法和液相包裹法相結(jié)合,建立了一種兼具二者優(yōu)點(diǎn)的納米粉體合成方法——溶膠一凝膠包裹法

3、。該方法能較好的解決納米粉體團(tuán)聚問題。3、應(yīng)用所制備的納米復(fù)合永磁粉體作為吸波劑進(jìn)行了一定的分析和研究。二、納米復(fù)合堿土永磁粉體通過溶膠.凝膠燃燒法制備了納米復(fù)合堿土永磁粉體BaFel2019/1t.Fe203和SFFel2019/,1t—Fe203。1、研究了原料配比與粉末的磁學(xué)性能之間的關(guān)系。檸檬酸配比對(duì)粉末的物相結(jié)構(gòu)影響不大,隨著檸檬酸用量的增加,粉末的磁學(xué)性能明顯得到改善。2、得到溶膠一凝膠燃燒合成法制備納米復(fù)合永磁粉體的最佳工藝及參數(shù)。納米復(fù)合樣品的剩磁和最大磁能積比分段煅燒樣品的單相有了

4、較大提高,與前人合成的樣品相比有了較大的改善。同時(shí)也證明了納米復(fù)合粒子間產(chǎn)生了硬磁相和軟磁相之間的交換耦合。三、納米復(fù)合稀土永磁粉體’通過溶膠.凝膠包裹法制備了納米復(fù)合稀土永磁粉體SmFe03/v.Fe203及NdFe03/1,-Fe203。1、利用溶膠一凝膠包裹法在納米尺度上對(duì)核殼復(fù)合粒子的結(jié)構(gòu)和組成進(jìn)行設(shè)計(jì)和剪裁,并較好地改善了納米粉末的分散性。由此粉體制作出的塊狀磁晶納米復(fù)合磁體最大磁能積可達(dá)221kJ·mo。大連交通大學(xué)1二學(xué)博士學(xué)f市論文2、溶膠一凝膠包裹法制備的復(fù)合永磁體中稀土含量比傳統(tǒng)

5、快淬法和機(jī)械合金化法生產(chǎn)的稀土永磁體含量低,成本得以降低,并具有較高的磁性能。同時(shí),由于具有納米結(jié)構(gòu)并含有軟磁相,因此斷裂韌性也得到改善。四、復(fù)合磁性液體制備了Fe304和CoFe204作為磁性粒子的煤油基、水基、辛烷基磁性液體。l、采用改進(jìn)的膠溶法制備出納米Fe304及CoFe204磁性粒子,確定了合成最佳工藝條件。將制備的Fe304和CoFe204顆粒在一定條件下包覆表面活性劑后分散在基載液中,制備出復(fù)合磁性液體。探討了表面活性劑種類的選擇及其用量、改性溫度、改性時(shí)間、酸堿條件、超聲波分散作用、

6、離心分離等對(duì)磁性液體的影響。對(duì)磁性液體的物理性質(zhì)如密度、粘度也進(jìn)行了測(cè)定。2、利用磁性液體中總鐵Fe【x1含量來表示磁性液體的穩(wěn)定性,討論了重力、離心力、存放條件等對(duì)磁性液體中總鐵Fefxl含量的影響,進(jìn)而討論了對(duì)磁性能的影響。關(guān)鍵詞:溶膠一凝膠燃燒合成法;溶膠一凝膠包裹法;膠溶法;納米復(fù)合永磁材料;交換耦合作用;復(fù)合磁性液體IlAbstractThepermanentmagneticnanocomposite謝malkali-earthandrare—earthpowders,magneticfl

7、uidwerefirstlysynthesizedusingnoveltechniques·--··-sol·-gelcombustionsynthesismethod,sol—gelpackingmethodand’sol·gelprocess.Samplesareusingascompoundabsorber,mediumofmagneticrecord,magneticmemoryandlubricant.Basedontheoreticalanalysisandexperimentalstu

8、dies,theeffectsofthepHofsolution,thekindsandamountsofcomplexingagents,theaddingofdispersant,andtheconditioninheattreatmentofthegeloncrystalphase,particlesizeandmagneticpropertiesofultra—fmepowderswerefirstlyinvestigatedsystematicallytoc

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