磁性纳米材料的制备及应用新进展

第9卷 第1期2007年3月              

衡水学院学报

Journal of Hengshui University

              

Vol.9,No.1

Mar.2007磁性纳米材料的制备及应用新进展

程敬泉1,高 政2,周晓霞1,张兆志1

(1.衡水学院 应用化学系,河北 衡水053000;2.衡水学院 教务处,河北 衡水053000)

摘 要:综述了磁性纳米材料的制备方法,如机械球磨法、水热法、微乳液法、超声波法等,归纳了各种制备方法的优缺点.对磁性纳米材料当前的应用热点进行了概述,并对其研究前景进行了展望.

关键词:磁性纳米材料;制备;应用

中图分类号:T B383   文献标识码:A   文章编号:1673-2065(2007)01-0101-03

  20世纪70年代人们利用共沉淀法制备出了磁性液体材料,1988年巨磁电阻效应的发现,引起了世界各国的关注,掀起了纳米磁性材料的开发和应用研究热潮.纳米磁性材料大致可分为3大类:一是纳米颗粒,二是纳米微晶,三是纳米结构材料[1].纳米磁性材料的磁单畴尺寸、超顺磁磁性临界尺寸、交换作用长度等在1~100n m范围内,具有奇异的超顺磁性和较高的矫顽力[2-3].20n m的纯铁微粒的矫顽力是大块铁的1000倍;当粒径在50~200n m 之间时,矫顽力和饱和磁化强度均达到最大值,且具有单畴特性.

近年来随着计算机技术的飞速发展,记录的信息量也在不断增加.以超微粒作记录单元,可使记录密度大大提高[4].磁性纳米微粒尺寸小、单畴结构矫顽力高,用它制作磁记录材料,可以提高信噪比,改善图像质量.

1 磁性纳米材料的制备

1.1 磁流体的制备

磁性流体,简称磁流体,指的是吸附有表面活性剂的磁性微粒在基液中高度弥散分布而形成的稳定胶体体系[5].它由3部分组成:磁性粒子、基液(也叫载液)和表面活性剂(稳定剂)[6].其中铁磁性颗粒一般选取Fe

3

04、铁、钴、镍等磁性好的超细颗粒.正是由于铁磁性颗粒分散在载液中,因而磁流体呈现磁性.最常用的稳定剂有油酸、丁二酸、氟醚酸,能够防止磁性颗粒相互聚集,即使在重力、电、磁等力作用下磁流体亦能长期稳定存在,不产生沉淀.载液种类很多,可以是水、煤油和汞等[7].

磁流体的制备方法有物理法和化学法.物理法又可分为研磨法、热分解法、超声波法、机械合成法、等离子CVD法等;化学法又可分为气相沉积法、水热合成法、溶胶凝胶法、溶剂蒸发法、热分解法、微乳液法及化学沉降法等.各种方法各具优缺点,根据不同的需求选择不同的制备方法.

1.1.1 物理法

(1)研磨法

研磨法一般是在表面活性剂存在下,研磨几周制得.此法耗能高,制备的微粒粒径分布不均一.姜继森等[8]利用高能研磨法制备了锌铁氧体纳米晶.其原理是将粉碎的磁性微粒Fe

3

O4和表面活性剂添加到载液中,在球磨机中经过长时间(1000h左右)球磨,其中部分微粒稳定地分散在载液中,再在高速离心机中处理几十分钟,除去直径大于2.5×10-8m的粒子.该法工艺简单,但材料利用率低,球磨罐及球的磨损严重,杂质较多,成本昂贵,还不能得到高浓度的磁流体,因而实用差.

(2)热分解法

在载液中加入表面活性剂和金属羰基化合物(如N i,Co,Fe,Fe-Co,N i-Fe

磁性纳米材料的制备及应用新进展

)进行回流,羰基化

合物便分解生成磁性超微金属粒子,吸附表面活性

剂后分散到载液里形成金属磁流体.该法产生的CO

气体会污染环境,不适宜规模生产.

(3)超声波法

超声波法合成磁流体在纳米颗粒的合成中报道

很多,Kenneth利用超声波法合成了铁流体.在此体

系中,加入了高分子物质作稳定剂,将易挥发的金属

①收稿日期:2006-11-20

作者简介:程敬泉(1969-),女,河北故城县人,衡水学院应用化学系讲师,博士.

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