納米芯殼型復(fù)合磁性材料的制備及其物性研究.pdf

1、靜電紡絲是一種簡單有效的制備納米纖維的方法，該技術(shù)早期僅限于大部分聚合物的制備。本文使用金屬硝酸鹽和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)制備前驅(qū)液，采用溶膠-凝膠輔助同軸靜電紡絲技術(shù)制備 Ni0.6Zn0.4Fe2O4/BaFe12O19一維納米前驅(qū)絲，再經(jīng)熱處理工藝，制備出同軸納米復(fù)合磁性纖維。研究不同燒結(jié)溫度，對同軸納米復(fù)合磁性纖維的結(jié)構(gòu)形貌和磁性能的影響；研究硬軟相不同配比，對其結(jié)構(gòu)形貌和磁性能的影響，并討論其形成機(jī)理。SEM和TEM研究表明

2、：該同軸納米復(fù)合纖維芯和殼層間界面清晰，纖維直徑均勻，包覆完整。VSM測試表明：800℃是最佳燒結(jié)溫度；并且在800℃燒結(jié)溫度下，當(dāng)殼層前驅(qū)液中nFe：nBa＝12:1.0達(dá)到最佳，其磁性能最優(yōu)。
　　（1）通過溶膠-凝膠輔助同軸靜電紡絲結(jié)合熱處理工藝，制備了以硬磁材料 BaFe12O19為殼層和以軟磁材料 Ni0.6Zn0.4Fe2O4為芯層的復(fù)合磁性納米纖維。分別在650℃、700℃、750℃、800℃、850℃焙燒3h經(jīng)熱處

3、理后，形成 Ni0.6Zn0.4Fe2O4/BaFe12O19同軸復(fù)合納米纖維。SEM研究表明，納米復(fù)合纖維直徑均勻。XRD研究表明，復(fù)合納米磁性纖維芯和殼層結(jié)晶完整。TEM研究表明，復(fù)合納米纖維芯和殼層間界面清晰，纖維直徑均勻，包覆完整，芯絲平均直徑30nm，殼層平均厚度均為30nm。VSM測試表明：800℃是最佳燒結(jié)溫度，Ms是74.08emu/g，超過了 BaFe12O19目前報道的最大值72emu/g；Mr是25.33emu/g

4、和Hc是144.26Oe，其磁性能優(yōu)于桿狀和粉體。通過調(diào)配硬磁相和軟磁相的比例，實現(xiàn)高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度和低矯頑力優(yōu)化組合。本文系統(tǒng)分析討論了不同焙燒溫度對納米纖維的結(jié)構(gòu)、形貌和宏觀磁性產(chǎn)生的影響。
　　(2)本文又進(jìn)一步系統(tǒng)分析了只改變殼層 Ba含量，對納米復(fù)合纖維的結(jié)構(gòu)、形貌和宏觀磁性能的影響。通過同軸靜電紡絲法，一步制備出具有芯殼結(jié)構(gòu)的 Ni0.6Zn0.4Fe2O4/BaFe12O19納米復(fù)合磁性纖維。該纖維經(jīng)熱處理后，兩相結(jié)

5、晶較好。SEM和TEM觀察發(fā)現(xiàn)：納米復(fù)合纖維直徑均勻，包覆完整，芯絲平均直徑及殼層平均厚度均為40nm。能譜線掃描分析表明，芯和殼層間界面清晰。VSM測試說明，當(dāng)殼層前驅(qū)液 Fe:Ba摩爾數(shù)比分別為12:0.5、12:1.0、12:1.5、12:2.0、12:2.5時，Ms從54.26emu/g先升至60.40emu/g再降到38.64emu/g；同時，Hc從172.30Oe先降至137.13Oe再升到310.96Oe?？梢姡{米復(fù)合磁