Co和Co-CoO磁性納米顆粒的制備、表征及磁性能研究.pdf

1、有關(guān)FM/AFM交換偏置的研究主要集中在薄膜間及納米顆粒鑲嵌體系中,在研究中總結(jié)出一定的規(guī)律也發(fā)展出一些理論體系。但有關(guān) FM/AFM核殼結(jié)構(gòu)納米顆粒體系中的交換偏置效應(yīng)的研究較少,其大部分研究主要采用對金屬鐵磁性納米顆粒進行氧化、氮化、硫化等方式獲得反鐵磁殼層的 FM/AFM體系。在這些系統(tǒng)中核殼納米顆粒的核尺寸和殼厚度同時變化,無法通過控制單一量的變化。因此,我們通過合成尺寸可控的 FM/AFM核殼納米顆粒,通過控制核的尺寸、殼層的

2、厚度,實現(xiàn)FM/AFM體系的交換偏置和矯頑力等磁性能的調(diào)控。
　　本文采用高溫分解法和高溫液相還原法分別制備了面心立方鈷、密排六方鈷及簡單立方鈷(fcc-Co,hcp-Co和ε-Co)納米顆粒,并且成功合成了Co/CoO核殼納米顆粒,并對其微觀結(jié)構(gòu)、表面形貌、磁性能等方面進行分析,得到結(jié)論如下:
　　1、以Co2(CO)8為鈷源,油酸、二正辛胺為表面活性劑,采用高溫分解法,成功合成出以單晶面心立方鈷為核,其平均晶粒尺寸為9

3、nm,以二正辛胺和油酸為包覆層的核/殼結(jié)構(gòu)納米顆粒,其平均顆粒尺寸約為18 nm。研究結(jié)果表明鈷納米顆粒粒度分布均勻,具有良好的分散性;室溫下的鈷納米顆粒表現(xiàn)出強鐵磁性,面心立方鈷的有效飽和磁化強度為43.4 emu/g,矯頑力為115 Oe;fcc結(jié)構(gòu)鈷顆粒的超順磁臨界尺寸應(yīng)遠小于9 nm;該體系在300℃附近鈷發(fā)生了由 fcc到hcp的結(jié)構(gòu)相轉(zhuǎn)變,首次發(fā)現(xiàn)這一相轉(zhuǎn)變對應(yīng)一個吸熱過程,表明此時fcc-Co的自由能較hcp-Co的低,結(jié)

4、構(gòu)更穩(wěn)定。
　　2、利用高溫液相還原法成功的制備出密排六方鈷納米顆粒,研究合成條件對樣品結(jié)構(gòu)、尺寸及磁性能的影響。研究結(jié)果表明,不同投料方式下合成的鈷納米顆粒差異不大。通過對表面活性劑、反應(yīng)溫度和反應(yīng)物濃度的調(diào)節(jié),可以得到尺寸范圍為3.0~15.8 nm的密排六方鈷納米顆粒,其單疇臨界尺寸約為15 nm。
　　3、利用高溫液相還原法成功的制備出簡單立方鈷納米顆粒,其表現(xiàn)出強鐵磁性,其有效飽和磁化強度為127.37 emu/g