爆轟法合成二氧化硅包覆鐵納米材料試驗(yàn)分析.pdf

1、隨著對(duì)納米磁性材料研究的不斷深入，二氧化硅包覆鐵納米顆粒由于其優(yōu)良的儲(chǔ)磁及吸波性能逐漸引起人們的重視。目前可以通過(guò)物理氣相蒸發(fā)法和化學(xué)水解法合成。同其他方法相比爆轟合成工藝相對(duì)簡(jiǎn)單且反應(yīng)快速，而且不需要精密的儀器以及苛刻的實(shí)驗(yàn)條件只需要很低的成本就可以合成我們所需的材料。而后采用XRD、TEM、VSM對(duì)爆轟產(chǎn)物的組成成分、形態(tài)結(jié)構(gòu)以及磁性進(jìn)行測(cè)試。
　　本文采用了兩種炸藥即乳化炸藥和黑索金的爆轟合成過(guò)程并利用控制變量法和逆推法對(duì)實(shí)

2、驗(yàn)配方進(jìn)行設(shè)計(jì)，一方面研究乳化炸藥和黑索金配方不同對(duì)合成產(chǎn)物的影響，另一方面研究?jī)煞N炸藥的之間的對(duì)比。通過(guò)改變?nèi)榛ㄋ幣浞街械蔫F源（硝酸鐵、二茂鐵）、碳源（尿素、凡士林）、硅源（硅油、硅酸鈉）等研究其合成產(chǎn)物。通過(guò)對(duì)XRD圖譜分析發(fā)現(xiàn)包覆型顆粒的晶核含有部分鐵氧體，TEM實(shí)驗(yàn)表明其具有明顯的殼核結(jié)構(gòu)但顆粒的分散性較差，顆粒粒徑在30~60nm之間，通過(guò)對(duì)其理論爆速的計(jì)算發(fā)現(xiàn)其理想爆速在4800m/s時(shí)其顆粒形貌較好。VSM磁滯回線分析表

3、明其表現(xiàn)出硬磁性具有弱的鐵磁性質(zhì)在儲(chǔ)磁方面的應(yīng)用前景廣闊。黑索金的實(shí)驗(yàn)配方是利用黑索金與爆轟前驅(qū)體鐵源（硝酸鐵）和硅源（硅酸鈉）并加入碳源（無(wú)水乙醇）攪拌形成塑性混合炸藥，實(shí)驗(yàn)步驟同乳化炸藥。改變碳源（萘、尿素、無(wú)水乙醇）對(duì)其爆轟灰份進(jìn)行分析。通過(guò)與乳化炸藥的產(chǎn)物進(jìn)行對(duì)比分析發(fā)現(xiàn)，其顆粒的分散性很好，且呈現(xiàn)出規(guī)則的正球形，此時(shí)通過(guò)計(jì)算可知其最優(yōu)理論爆速在6200m/s左右。但其磁性卻很弱，幾乎不具有磁性。最后通過(guò)對(duì)上述爆轟產(chǎn)物熱處理在6

4、00℃下加熱4小時(shí)后在對(duì)其磁性進(jìn)行測(cè)試發(fā)現(xiàn)其磁性大幅度升高，并呈現(xiàn)弱的鐵磁性。
　　以上研究表明，爆轟法可以合成出二氧化硅包覆鐵基納米磁性材料。通過(guò)改變其實(shí)驗(yàn)配方可以控制其晶核成份（氧化鐵或氧化亞鐵），改變炸藥類(lèi)型以及爆速可以控制其形貌和磁性，合理的調(diào)控其配方可以得到不同的磁性材料。綜上，乳化炸藥合成的材料磁性較強(qiáng)但顆粒形貌及分散性較差，而采用黑索金材料的形貌呈規(guī)則的球形且分散性好，但其磁性較差。通過(guò)熱處理可以彌補(bǔ)其磁性上的不足。