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用共沉淀法制备出γ-Fe2O3亚铁磁性纳米颗粒及p-MgFe2O4顺磁性纳米微粒,并用Massart法分别制备出了相应的磁性液体。将γ-Fe2O3磁性液体和p-MgFe2O4磁性液体母液按照一定的体积分数比均匀混合后,得到二元磁性液体。
用XRD、EDX、TEM分别对合成磁性液体的纳米颗粒的晶体结构、元素比例、以及形貌进行表征,结果表明γ-Fe2O3颗粒结晶较好,而p-MgFe2O4颗粒结晶稍差,但两者颗粒形状都近似呈球形。通过对纳米颗粒的粒径分布分析,得出γ-Fe2O3的平均粒径均为8.39nm,p-MgFe2O4的平均粒径均为5.83nm,且两种微粒的粒径都满足对数正态分布。
用VSM测量了磁性纳米颗粒和磁性液体的磁化特性,得出单元和二元两种体系的磁化强度,其结果表明无外场作用下,一些微粒会自组装形成磁矩闭合的环状结构,这些环状结构对磁化强度没有贡献。以致在γ-Fe2O3磁性液体中,其饱和磁化强度小于通过微粒磁化强度计算的理论值。在二元磁性液体的磁化过程,p-MgFe2O4微粒的偶极子会使一部分环状结构的方向偏转到磁场方向,从而使环状结构破裂。因此,γ-Fe2O3饱和磁化强度部分会增强,其磁化过程表现出比单一的γ-Fe2O3磁性液体更容易被磁化。二元体系中的磁化性质不等于单元体系磁化性质的简单线性叠加。
测量了在各种磁场作用下,透过二元磁性液体的光透射变化情况。结果表明,弛豫时间与磁性液体中微粒体积分数、磁场强度、磁场梯度以及弱磁性微粒的比例等因素有关。并从微观进行了分析,根据颗粒链的形成与运动模型,对二元磁性液体的光透射率变化进行了理论解释和链运动模拟。