静电纺丝法制备磁性纳米纤维及其形貌和磁性质研究

来源 :兰州大学 | 被引量 : 8次 | 上传用户:lgs0519
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,随着纳米科学技术的发展,一维纳米材料由于其独特的物理和化学性质而在基础研究和技术应用等方面得到人们的广泛关注。磁性纳米纤维和纳米线状材料具有高的长径比、大的比表面积、显著的形状各向异性等一系列优点而备受研究者的青睐。目前制备纳米纤维的方法有许多种,比如:AAO模板法、水热法、相分离法等,虽然这些方法已经能够制备出形貌和磁性良好的磁性纳米纤维,但是它们存在操纵复杂、原料成本高、难以工业化大规模生产的缺点。静电纺丝技术是近年来制备纳米纤维材料的一种新颖方法,它的实验设备和制作工艺简单,能适用于多种聚合物和复合物溶液,制备的纤维直径可在微米和纳米之间调节。静电纺丝技术已经在组织工程学、生物医学、纺织、能源、环境保护等领域有了实际应用,但是在制备磁性纳米纤维方面研究的较少。本论文利用静电纺丝法分别制备了尖晶石铁氧体、六角铁氧体、金属Fe、Ni内米纤维等,并利用XRD进行物相结构分析、SEM和TEM观察微观形貌和成分、VSM测量静态磁性、SQUID研究高场下的磁性能、矢量网络分析仪进行高频磁性研究。在此基础上系统研究了工艺参数对铁氧体和金属纳米纤维的晶体结构和磁性质的影响,找到了具有较大矫顽力和形状各向异性的制备参数。本论文的主要工作包括以下几个方面:1、系统地研究了升温速率对CoFe204内米纤维的形貌和晶体结构的影响,发现低的升温速率是保持良好纤维状形貌的关键条件,高的升温速率则会导致纤维形貌破坏,本论文中的升温速率都保持在1-2℃/min。2、烧结温度会影响磁性纳米纤维的晶体结构、形貌和磁性质。对于CoFe2O4纳米纤维来说,低于900℃的样品能保持纤维表面光滑、连续直的纤维状形貌;而900和1000℃下烧结的纤维表面变的粗糙且发生了弯曲;500℃时样品的矫顽力最大:Hc=773Oe。对于永磁SrFe12O19纳米纤维来说,700℃时样品的矫顽力最大:Hc=5508Oe。这是由于低温下晶粒较小,组成纳米纤维的颗粒表现为单畴结构,随着烧结温度的升高,磁性材料晶粒长大,其畴结构从单畴变为多畴而导致矫顽力降低。3、系统地研究了Zn2+离子掺杂对CuFe2O4纳米纤维的微观结构、形貌和磁性质的影响,其晶格结构从反尖晶石型向正尖晶石型转变。Zn2+离子掺杂明显改善了CuFe2O4(?)内米纤维的形貌,使其纤维表面光滑和致密化。系统研究了Cu2+离子掺杂对NiFe2O4纳米纤维的微观结构、形貌和磁性质的影响。两种离子掺杂对磁性质的影响都是由于A、B位金属离子种类和数量的改变而导致A-B间超交换作用的改变。对CU0.6Zn0.4Fe2O4纳米纤维,磁场方向平行和垂直于样品表面测量的磁滞回线表明其磁性易轴沿着纤维的长轴方向;而通过对退磁能和形状各向异性场的计算以及系列Cu1-xZnxtFe2O4纳米纤维的穆斯堡尔谱的研究发现,有效各向异性并没有完全沿着纳米纤维的长轴方向,这一结果是由于组成纳米纤维的小颗粒间有偶极相互作用导致的。4、利用静电纺丝法成功制备出Fe3O4(?)内米纤维,并系统地研究了还原条件对Fe3O4(?)内米纤维晶体结构和形貌的影响。制备出的Fe3O4纳米纤维具有高的矫顽力,HC=188.4Oe;这来自纳米纤维高的长径比导致的形状各向异性。用叉指电极测量了Fe3O4纳米纤维在室温和低温下的磁电阻,导电机理来自组成纳米纤维的临近颗粒间的隧穿。5、利用静电纺丝法成功制备出具有高磁晶各向异性的FePt(?)内米纤维,在磁晶各向异性和形状各向异性的共同作用下得到高的矫顽力:Hc=10.27kOe。在Ni纳米纤维的磁导率-频率曲线上观察到两个共振峰,分别是4.0GHz和12.5GHz。第一个共振峰是自然共振峰,通过Kittel公式推算出这个共振峰来自形状各向异性的贡献;第二个共振峰主要归因于交换共振。在匹配厚度为8.4mm、匹配频率为1.3GHz时得到最小的RL值:RL=-35.4dB。
其他文献
为培养学生的创新精神和综合能力,从本院的实际出发探讨了物理实验课程体系的改革与实践问题,提出优化课程设置建立4个层次的实验课,调整行课安排,改革教学方法及手段,并将现
新媒体发展迅猛,对媒体形态产生了巨大影响。在这一环境下,传统电影借助新媒体提升传播力,不断实现了传统电影在影视市场的突围,这使得国产影片在本土市场的优势地位进一步巩
纳米TiO2的热稳定性好、比表面大,具有光催化活性和折光指数高的特性,对可见光透过率高,而对紫外光吸收强,因此TiO2杂化材料在光学材料、非线性材料、光折变材料、信息存储材料和
恶性肿瘤是影响人类健康的主要疾病之一。随着手术、放疗及化疗的发展,癌症的治疗效果有了明显的提高。其中手术方案与技术的改进、放疗的技术与设备、包括智能化精确定位放
作为在音乐表达与音乐表演中必不可少的一个环节,音乐指挥有着至关重要的作用,它作为纽带将音乐的实质内容与乐手相互融合,也是除作曲家以外最能将乐思直接传达给受众的必不
企业要想取得长远稳定发展,就必须要做好思想政治工作,这是企业发展进步的命脉。现今的各个企业正在积极进行改革,这更加要求政工师高质量地进行思想政治教育工作,这样才能为
桑叶的干燥加工工艺对干燥产品的品质影响较大。应用热风平穿流设备对桑叶进行低温干燥加工,以桑叶的干燥速率和复水性作为考核指标,通过四因素三水平正交试验优化温度、风速
针对双边全变差正则化算法边缘区域重建图像效果不理想问题,提出一种基于边缘增强的正则化超分辨率图像重建算法。该算法在构造初始图像时,对样条插值后的图像先进行非局部均
可持续发展是未来经济和社会发展方向,培养未来工程师或决策领导者具有可持续发展思想意识和可持续发展知识是大学今后人才培养的一项新的内容。本文通过对现有机械工程类本