FeCo和FeNi納米合金顆粒的制備及其電磁性能.pdf

1、本文通過水熱法制備了CoFe2O4、NiFe2O4納米磁性顆粒,通過XRD、SEM和TEM系統(tǒng)研究了反應(yīng)溶劑、反應(yīng)時間、表面活性劑等對反應(yīng)產(chǎn)物組織結(jié)構(gòu)和形貌的影響。利用氫熱還原法對CoFe2O4、NiFe2O4顆粒進(jìn)行了氫熱還原處理,并研究了還原溫度、還原時間等工藝參數(shù)對還原產(chǎn)物物相組成和組織結(jié)構(gòu)的影響。利用振動樣品磁強(qiáng)計和網(wǎng)絡(luò)矢量分析儀對各反應(yīng)產(chǎn)物的靜態(tài)磁性能以及微波電磁性能進(jìn)行了測試,研究了產(chǎn)物物相組成、形貌和尺寸對其靜態(tài)、動態(tài)磁性

2、能的影響。此外,應(yīng)用傳輸線原理對各反應(yīng)產(chǎn)物的微波吸收性能進(jìn)行了評價,分析了電磁特性對材料吸波性能的影響。對水熱反應(yīng)工藝的研究表明,溶液組成對于鐵氧體顆粒的形貌和尺寸具有重要影響,當(dāng)反應(yīng)溶劑由乙二醇變?yōu)橐叶?、蒸餾水、無水乙醇的混合溶劑時,因反應(yīng)初始生成的納米晶無法堆積,所以反應(yīng)產(chǎn)物尺寸由數(shù)百納米變?yōu)閿?shù)十納米。反應(yīng)時間、表面活性劑種類及所添加無機(jī)鹽等工藝參數(shù)對反應(yīng)產(chǎn)物的顆粒形貌也有著明顯的影響。通過鐵氧體還原工藝制備了鐵磁性的FeCo和F

3、eNi合金顆粒,兩者分別以Co3Fe7和FeNi固溶體的形式存在。氫熱還原工藝參數(shù)對還原產(chǎn)物的相組成和組織結(jié)構(gòu)有著明顯影響。還原溫度越高,還原時間越長,還原反應(yīng)進(jìn)行的越充分,所獲得的合金顆粒尺寸越大。高溫長時間還原獲得的合金顆粒呈“珊瑚”狀,具有一定長徑比。尺寸較小的還原產(chǎn)物具有很高的活性,在較低的溫度下會發(fā)生強(qiáng)烈的自燃。各種顆粒的靜態(tài)磁性能受到物相組成和顆粒尺寸的顯著影響。鐵氧體的飽和磁化強(qiáng)度隨著晶格完整性的增加而增加;合金顆粒及合金

4、/鐵氧體復(fù)合顆粒的飽和磁化強(qiáng)度Ms隨著顆粒中高飽和磁化強(qiáng)度的合金顆粒含量的增加而升高。鐵氧體顆粒、合金顆粒和氧化物/合金復(fù)合顆粒的矯頑力Hc均隨粉末尺寸的增大而降低。氫熱還原獲得的合金顆粒普遍具有較高的介電常數(shù)和遠(yuǎn)高于鐵氧體顆粒的磁導(dǎo)率,其中FeNi合金顆粒在2GHz具有超過40的磁導(dǎo)率實部。FeCo和FeNi合金顆粒的磁導(dǎo)率均隨顆粒尺寸和長徑比的增加而降低;分析認(rèn)為磁導(dǎo)率的降低源于合金顆粒中的渦流效應(yīng)。此外還發(fā)現(xiàn)尺寸較大的珊瑚形顆粒其