鈷納米磁性材料的合成及性能研究.pdf

1、鈷納米磁性材料以其優(yōu)良的性能被廣泛地應(yīng)用于硬質(zhì)合金、電池、永磁材料、金剛石工具制造等行業(yè)，粒度小分散性好且穩(wěn)定的鈷納米磁性材料可以顯著地提高材料的性能，本論文通過相關(guān)研究，制備出多種形貌新穎、粒徑均勻、分散性好且性能優(yōu)良的鈷納米磁性材料。運(yùn)用各種分析和表征方法，對鈷納米磁性材料的性質(zhì)進(jìn)行表征。采用飛利浦Cu Ka射線衍射計(jì)(XRD)對鈷納米磁性材料進(jìn)行定性分析，以確定其物相組成和晶格參數(shù)；采用JEOL JSM-6700F型場發(fā)射掃描電子

2、顯微鏡(FESEM)和H-800型透射電子顯微鏡(TEM)觀察鈷納米磁性材料的粒徑大小、分散性及形貌；采用超導(dǎo)量子干涉儀(SQUID)對產(chǎn)物進(jìn)行磁學(xué)性質(zhì)測定。 本研究以CoCl2溶液為原料，通過NaOH調(diào)節(jié)pH值，采用水合肼作為還原劑，在配位劑的幫助下制備鈷納米磁性材料。通過選擇還原劑、挑選配位劑、調(diào)節(jié)各反應(yīng)組分的摩爾配比，研究制備鈷納米磁性材料的最佳配方，并研究反應(yīng)過程中的反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)物濃度以及產(chǎn)物后期處理等因素的

3、變化對制備工藝的影響。研究得到的最佳的實(shí)驗(yàn)條件是反應(yīng)時(shí)間為2h，反應(yīng)溫度為180℃，當(dāng)V水合肼/V乙二胺為2:5時(shí)，反應(yīng)所得產(chǎn)物是由幾個(gè)劍狀花瓣從中心呈放射狀分布的花狀鈷微晶，這些花瓣有鋒利的尖端和突出的中軸線，其長度為0.5-1.5um，寬度為400nm，厚度為100nm，整個(gè)花狀鈷微晶的大小為3um左右；而當(dāng)V水合肼/V乙二胺變化為1:1時(shí)，反應(yīng)所得產(chǎn)物的形貌和尺寸大小發(fā)生了很大的變化，反應(yīng)所得的產(chǎn)物是由幾十個(gè)片狀花瓣從中心呈放射狀

4、分布的花椰菜狀鈷微晶，這些片狀花瓣有的有尖端，有的呈現(xiàn)六方片狀，其長度為0.5-2um，寬度為1um左右，厚度為100nm，整個(gè)花狀鈷微晶的大小已經(jīng)增長為7um左右。當(dāng)使用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作為配位劑時(shí)，制備出粒徑均勻且分散性好的樹枝晶狀鈷納米磁性材料。 乙二胺在三維花狀形態(tài)的形成中扮演了至關(guān)緊要的作用。三維花狀的鈷納米磁性材料相對于大塊的鈷在室溫條件下的矯頑力顯著增強(qiáng)。另外，從不同溫度下的測試結(jié)果中可以看出，在2K條件下