鐵氧體納米結(jié)構(gòu)的發(fā)熱特性與微磁學(xué)模擬的研究.pdf

1、納米材料的研究，由于其表現(xiàn)出的特殊性能，在國(guó)內(nèi)外是材料學(xué)科研究中的前沿?zé)衢T課題。納米材料的磁感應(yīng)發(fā)熱特性在靶向腫瘤治療中的潛在應(yīng)用吸引了眾多的研究興趣。磁感應(yīng)發(fā)熱具有三個(gè)特點(diǎn)：自發(fā)熱、自控溫度以及有選擇地局部加熱。其發(fā)熱特性的機(jī)制和來(lái)源的研究具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。 近十年來(lái)微磁學(xué)模擬越來(lái)越成為研究磁性材料的非常重要也是十分必要的方法。通過(guò)微磁學(xué)模擬能揭示磁性材料內(nèi)部的磁矩分布，疇壁的演化情況，比如它的形成、傳播、收縮和移

2、動(dòng)等，從而反映出磁化成核和磁化反轉(zhuǎn)的機(jī)理。對(duì)于實(shí)驗(yàn)的研究具有較大的幫助和直接的指導(dǎo)。 本論文的主要工作可分為三個(gè)部分 1、研制了頻率范圍為50～200KHz的高功率感應(yīng)發(fā)熱測(cè)量設(shè)備，交流磁場(chǎng)可達(dá)80mT以上，溫度測(cè)量采用自制的溫度自動(dòng)采集系統(tǒng)。 2、對(duì)系列的鐵氧體納米結(jié)構(gòu)材料的磁感應(yīng)發(fā)熱特性進(jìn)行了系統(tǒng)的初步研究，主要結(jié)果為： (1)用化學(xué)共沉淀法制備了一系列不同的摻鈷含量的鈷鐵氧體納米顆粒，由X射線衍射確

3、定其為立方尖晶石結(jié)構(gòu)，形貌測(cè)量表明顆粒尺寸為15-20nm。 (2)用高頻磁感應(yīng)加熱設(shè)備對(duì)不同鈷含量的鈷鐵氧體納米顆粒的高頻磁感應(yīng)發(fā)熱特性進(jìn)行了研究，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，隨著鈷含量的增加，鈷鐵氧體納米顆粒的發(fā)熱效率增大，特別是Co<,1.2>Fe<,1.8>O<,4>納米顆粒具有遠(yuǎn)大于其他鐵氧體納米顆粒的發(fā)熱效率。 (3)對(duì)Fe<,3>O<,4>納米顆粒、Fe<,3>O<,4>納米顆粒鏈的磁感應(yīng)發(fā)熱特性進(jìn)行了初步的研究，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，

4、由于具有更大的形狀各向異性，F(xiàn)e<,3>O<,4>納米顆粒鏈具有比Fe<,3>O<,4>納米顆粒更好的發(fā)熱效率。 (4)同時(shí)在論文中討論了磁場(chǎng)以及磁性液體的含量、膠粘程度對(duì)發(fā)熱效率和溫度的影響，并對(duì)發(fā)熱機(jī)制進(jìn)行了初步的探討。 3、我們利用微磁學(xué)模擬的手段對(duì)Fe<,3>O<,4>納米顆粒、一維Fe<,3>O<,4>納米顆粒點(diǎn)陣以及單根Fe<,3>O<,4>納米線在常溫下的磁行為進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，結(jié)果表明Fe<,3>O<,4

5、>納米顆粒點(diǎn)陣的磁行為隨著其內(nèi)部顆粒間距的減小，各顆粒間的影響增加顯著；當(dāng)顆粒間重疊達(dá)到80nm時(shí)，F(xiàn)e<,3>O<,4>納米顆粒鏈的磁行為與同直徑等尺度的納米線非常相似；一維納米點(diǎn)陣顆粒間距達(dá)到40nm時(shí)，各納米顆粒零磁場(chǎng)平衡狀態(tài)下的磁矩分布與單個(gè)Fe<,3>O<,4>納米顆粒時(shí)相同。對(duì)單個(gè)半徑為80nm的Fe<,3>O<,4>納米顆粒的微磁學(xué)模擬得到特殊形狀的磁滯回線，對(duì)其形成原因作出了合理解釋。 我們對(duì)Ni、Co、NiFe