磁性鐵氧體納米結(jié)構(gòu)的制備與物性研究.pdf

1、納米技術(shù)的不斷發(fā)展和完善開辟了磁性鐵氧體研究和應(yīng)用的新領(lǐng)域，同時(shí)也促進(jìn)了它在生物醫(yī)學(xué)中的作用。磁性納米粒子制成的磁性液體已廣泛用于磁性免疫細(xì)胞分離，生物分子磁標(biāo)記，以及藥物控制釋放等。尤其值關(guān)注是利用磁性鐵氧體材料在高頻率交流磁場下的磁滯損耗而產(chǎn)生的加熱效應(yīng)對腫瘤或癌癥進(jìn)行過熱治療吸引了越來越多人的研究興趣。 本文選擇了具有良好的生物相容性和毒性較低的Fe3O4為研究對象。研究了不同鋅含量的鋅鐵鐵氧體納米顆粒的靜態(tài)磁特性的變化以

2、及交變磁場下的磁導(dǎo)率和磁損耗；探討了尺寸效應(yīng)與表面修飾對鐵氧體顆粒物理性質(zhì)的影響；并嘗試了通過外加誘導(dǎo)磁場的方法對一維Fe3O4顆粒鏈生長和取向進(jìn)行調(diào)控。其具體工作如下： 首先，我們應(yīng)用化學(xué)共沉淀法成功的合成了一系列不同鋅含量的鋅鐵鐵氧體納米顆粒。TEM表征表明顆粒為大小均勻的球形顆粒，粒徑為15納米左右。XRD表征表明所有的樣品均為尖晶石結(jié)構(gòu)。純度較高，均勻性好，磁性研究發(fā)現(xiàn)隨著鋅含量的增加居里溫度Tc下降，飽和磁矩在鋅為0.

3、3摻入量時(shí)達(dá)到最大，然后隨鋅含量增加而下降。這是由于非磁粒子的加入降低了交換作用所致。同時(shí)由于顆粒粒徑小于單疇臨界尺寸很多，表現(xiàn)出一定量子效應(yīng)。其飽和磁矩?cái)?shù)值小于塊材。 其次，我們運(yùn)用KNO3氧化Fe(OH)2凝膠的方法，分別改變反應(yīng)物KOH和FeSO4的摩爾濃度來得到不同粒徑大小的Fe3O4顆粒。磁性測量得到顆粒的矯頑力隨粒徑變化的關(guān)系，并得到了單疇和超順磁粒子的臨界此尺寸；同時(shí)用改進(jìn)的乙醇相中硅酸鈉稀溶液預(yù)處理的方法成功的在

4、Fe3O4-CA顆粒表面進(jìn)行了SiO2包埋，得到了均勻而致密的Fe3O4@SiO2核殼結(jié)構(gòu)，比較了不同粒徑的Fe3O4顆粒在表面進(jìn)行了SiO2包覆前后矯頑力Hc的變化，發(fā)現(xiàn)包覆前后樣品的Hc～R的關(guān)系曲線一致，但包覆后Hc增加。這是由于當(dāng)磁性顆粒子間的相互作用減弱所致。此外我們還觀察到了由于顆粒間磁偶作用能不同導(dǎo)致的不同的磁偶聚集狀態(tài)。 最后，我們通過KNO3氧化Fe(OH)2凝膠的法制備Fe3O4過程中外加不同強(qiáng)度的誘導(dǎo)磁場成