L10-FePt基硬磁纳米材料的制备及磁性能研究

来源 :山西师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lucien001
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磁性纳米颗粒因其独特的物理化学性质而被广泛应用,化学有序的L10-FePt因其具有高的磁晶各向异性、高居里温度、极小的超顺磁临界尺寸和良好的化学和热稳定性,被认为是新一代高密度磁存储材料的候选者。但是,通常化学和物理方法制备的FePt均为软磁无序相,所以制备高化学有序度的L10-FePt基硬磁纳米材料成为了人们研究的焦点。为获得分散性良好的L10-FePt有序纳米粒子,我们会采用传统的高温有机液相法。但是,这种方法所使用实验原料涉及较多有毒的有机试剂,并且在整个过程中还会产生有毒副产物。本课题以绿色一步固相法以及置换反应法制备L10-FePt纳米颗粒和L10-FePt/Fe复合纳米颗粒。这两种方法不仅采用的试剂均为无毒无机试剂,整个过程也不会伴有有毒副产物产生。本文主要的研究结论如下:(1)在固相法制备L10-FePt中,我们以Fe(acac)3、Pt(acac)2、Fe3O4和PtCl4为前驱体,研究了不同的Fe、Pt前驱体及其比例对FePt有序度的影响,发现不同的前驱物对所得L10-FePt的化学有序度和磁性能有较大影响。摩尔比为1:3的Fe3O4和PtCl4作为前驱物能获得磁性能最佳的L10-FePt合金纳米粒子。此外,我们对混料方式、煅烧温度、升温速率、盐料比等实验条件进行了优化,发现当盐料比为1500:1,煅烧温度为750℃,煅烧时间2 h时,所得到的L10-FePt矫顽力最大,为14.2 kOe。(2)为获得L10-FePt(硬磁)/Fe(软磁)复合纳米材料,我们以Fe纳米颗粒和PtC l4为前驱体,采用置换反应来制备该体系的复合纳米结构。通过调控Fe纳米颗粒和PtCl4的摩尔比,当Fe:PtCl4=3.3:1时,获得最佳磁性能。通过对反应时间、进料方式、退火温度等条件的优化,发现当反应时间为30 min,PtCl4采取半滴加的方式,退火温度为550℃时,其综合磁性能最佳,其矫顽力达到11.5 kOe,饱和磁化强度达到44.47 emu/g。并且制备的L10-FePt/Fe空气稳定性最高。总之,本论文采用绿色环保制备工艺获得L10-FePt基硬磁纳米材料。制备所得产物成相好、磁性能高、化学稳定性高。这两种方法对未来磁性纳米颗粒或双相复合纳米材料的研发提供了重要的借鉴意义。
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