低維鐵基納米材料的可控合成及飽和磁矩調控.pdf

1、形狀、尺寸可控的低維磁性材料是近年來材料科學與凝聚態(tài)物理研究的熱點之一，原因不僅在于它們呈現的新奇的物理性質所具有的重要基礎研究價值，而且有望實現未來自旋電子器件進一步微型化、賽道存儲器、磁記錄密度進一步提高等的需要。目前在磁滯電機或磁儲存等對磁性能（能量密度）要求比較高的設備中，應用最為廣泛的材料是釹鐵硼永磁體。釹鐵硼永磁體作為第三代稀土永磁材料由于非常高的矯頑力使其在其它永磁材料面前有著無可比擬的優(yōu)勢。然而在對釹鐵硼永磁體的微觀結構

2、分析中發(fā)現，釹鐵硼磁體中含有大量的非磁性相是導致飽和磁化強度不高的主因，通過摻入高飽和磁化強度的鐵鈷鎳磁性材料又會降低總體的矯頑力，無法很好的增加總體的磁性能。而在構筑納米結構的磁性材料時發(fā)現，在硬磁/軟磁界面會因為磁矩間的交換耦合作用使得軟磁材料在其影響下增加本身的剩磁，為新型高密度存儲材料的研究提供了方向。目前最新研究的納米復合Nd-Fe-B系永磁材料是一種新型的永磁材料，它是由高飽和磁化強度的軟磁相和高各向異性場的硬磁相在納米范圍

3、內復合組成，通過納米尺度下軟、硬磁性相之間的交換耦合相互作用來獲得磁性能，可以在保持高矯頑力的同時有效地提升其飽和磁化強度?；诖嗽诒菊撐闹?，通過溶劑熱法與溶膠凝膠法設計制備了不同形貌的低維磁性納米材料，并通過設計硬磁/軟磁界面來研究材料的微觀結構與磁學性質變化。本論文的主要研究成果總結如下：
　?。?）本文通過一步水熱法制備了結構穩(wěn)定、尺寸均一的Fe3O4空心微球，實驗中結合X射線衍射（XRD），掃描電子顯微鏡（SEM），透射電

4、子顯微鏡（TEM），X射線光電子能譜分析（XPS），超導量子干涉儀（SQUID）對其所得材料進行形貌結構及磁性的測試和分析。對Fe3O4空心微球的形成機理作出分析，并對其納米空心球在比飽和磁化強度上的反?，F象作出合理的推斷。
　?。?）通過溶劑熱法制備了尺寸均一、結構良好的單晶鐵納米鏈，其中單根納米鏈是由鐵納米顆粒在線軸方向上堆疊而成。通過在磁誘導設備的調控和實驗反應參數的調整，使所得產品形成表面包覆有 PVP（聚乙烯吡咯烷酮）并

5、且具有沿（100）面生長成單晶的鐵納米鏈，并詳細研究了PVP包覆的鐵納米鏈的磁性變化原因。
　?。?）通過溶膠凝膠法制備了納米級的釹鐵硼氧化物顆粒，然后用CaC2還原氧化物獲得Nd2Fe14B合金，并利用前述實驗中的鐵納米鏈與其復合經過進一步的退火最終形成Nd2Fe14B/Fe納米雙相復合材料?；谟泊拧④洿诺慕缑骜詈显?，通過制備納米復合材料來增加硬磁（Nd2Fe14B）/軟磁（Fe）界面，從而增大材料的磁能積。對其所得材料進行