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1、磁性納米材料的研究進(jìn)展Progressofmagneticnanoparticles李恒謙﹡賈雪珂李艷周康佳(合肥工業(yè)大學(xué),安徽宣城)(HefeiUniversityofTechnology,Xuancheng,Anhui,China)摘要:納米技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一個(gè)覆蓋面極廣、多學(xué)科交叉的科學(xué)領(lǐng)域。而磁性納米材料因其優(yōu)異的磁學(xué)性能,也逐漸發(fā)揮出越來(lái)越大的作用。隨著科學(xué)工作者在制備、應(yīng)用領(lǐng)域的拓展逐漸深入,也使得納米材料的外形、尺寸的控制日趨完善。因此,磁性納米材料在機(jī)械、電子、化學(xué)和生物學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景
2、。文章綜述磁性納米材料的制備方法、性能及其近年來(lái)在不同領(lǐng)域的應(yīng)用狀況。關(guān)鍵詞:磁性;納米;制備;性能;應(yīng)用Abstract:Nanotechnologyisdevelopedinrecentyearsasakindofsciencewithwidecoverageandmultidisciplinary.Magneticnanoparticlesalsoplayanincreasingroleduetoitsexcellentmagneticproperties.Asscientistsresearchtakethem
3、deeperalongtheaspectsofsynthesisandapplication.thecontrolofshapeanddimensionsofmagneticnanoparticleshasbecomemoremature.Therefore,magneticnanoparticleshavewideapplicationpropectsinmachinery,electronics,chemistry,biology,etc.Inthispaper,thesynthesismethodisdiscus
4、sed,thecharacterismentionedandtheapplicationofmagneticnanoparticlesissummarized.Keywords:magnetic;nanoparticles;synthesis;character;application1.引言磁性納米材料的特性不同于常規(guī)的磁性材料,其原因是關(guān)聯(lián)于與磁相關(guān)的特征物理長(zhǎng)度恰好處于納米量級(jí),例如:磁單疇尺寸,超順磁性臨界尺寸,交換作用長(zhǎng)度,以及電子平均自由路程等大致處于1-100nm量級(jí),當(dāng)磁性體的尺寸與這些特征物理長(zhǎng)度相當(dāng)
5、時(shí),就會(huì)呈現(xiàn)反常的磁學(xué)性質(zhì)。納米表征技術(shù)是高新材料基礎(chǔ)理論研究與實(shí)際應(yīng)用交叉融合的技術(shù)。對(duì)我國(guó)高新材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著重要的推動(dòng)作用,其在全國(guó)更廣泛的推廣應(yīng)用,能加速我國(guó)高新材料研究的進(jìn)程,為我國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展作出更大的貢獻(xiàn)。在納米表征技術(shù)下,磁性納米材料的應(yīng)用日顯勃勃生機(jī)。例如磁性材料與信息化、自動(dòng)化、機(jī)電一體化、國(guó)防,國(guó)民經(jīng)濟(jì)的方方面面緊密相關(guān),磁記錄材料至今仍是信息工業(yè)的主體。磁性納米材料的應(yīng)用可謂涉及到各個(gè)領(lǐng)域。在機(jī)械,電子,光學(xué),磁學(xué),化學(xué)和生物學(xué)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。納米科學(xué)技術(shù)的誕生將對(duì)人類社會(huì)產(chǎn)生深
6、遠(yuǎn)的影響。并有可能從根本上解決人類面臨的許多問(wèn)題。特別是能源,人類健康和環(huán)境保護(hù)等重大問(wèn)題。下一世紀(jì)初的主要任務(wù)是依據(jù)納米材料各種新穎的物理和化學(xué)特性設(shè)計(jì)出順應(yīng)世紀(jì)的各種新型的材料和器件,通過(guò)納米材料科學(xué)技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)品的改性,增加其高科技含量以及發(fā)展納米結(jié)構(gòu)的新型產(chǎn)品。已出現(xiàn)可喜的苗頭,具備了形成下一世紀(jì)經(jīng)濟(jì)新增長(zhǎng)點(diǎn)的基礎(chǔ)。磁性納米材料將成為納米材料科學(xué)領(lǐng)域一個(gè)大放異彩的明星,在新材料,能源,信息,生物醫(yī)學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮舉足輕重的作用。2.制備在人們所熟知的大量磁性材料中,由于不能同時(shí)滿足高飽和磁化強(qiáng)度和穩(wěn)定性高的要求
7、,飽和磁化強(qiáng)度高但穩(wěn)定性低的材料應(yīng)用在一定程度上受到了限制。目前可選作磁性微粒的僅有少數(shù)幾種,主要為金屬氧化物,如三氧化二鐵(Fe2O3)、MFe2O4(M為Co,Mn,Ni)、四氧化三鐵(Fe3O4),二元和三元合金,如金屬鐵、鈷、鎳及其鐵鈷合金、鎳鐵合金,以及釹鐵硼(NdFeB)、鑭鈷合金(LaCo)合金等,它們的穩(wěn)定性(即抗氧化能力)依次遞減,但飽和磁化強(qiáng)度卻按上述次序遞增。納米科技的發(fā)展,使這些磁性材料的應(yīng)用成為可能,目前,磁性材料納米化已成為材料科學(xué)的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。磁性納米粒子在各個(gè)領(lǐng)域的潛在應(yīng)用,引起了廣大
8、研究者對(duì)其制備方法的研究[1]。其制備方法可分為生物法、物理法和化學(xué)法。生物法磁性納米粒子廣泛地存在于各種生物體如趨磁細(xì)菌、螞蟻、蜜蜂、鴿子和鮭魚體內(nèi)。通過(guò)適當(dāng)?shù)姆蛛x方法可獲得化學(xué)純度高、粒度均一、外形各異的磁性納米粒子。但該方法的缺點(diǎn)是粒子提取過(guò)程較為復(fù)雜,且所得粒子的粒徑可控范圍可比較受限制[2]。物理法 研磨法一般是在表面活