CoFeO—p-MgFeO混合离子型磁性液体的制备及物理性质的研究

摘要

采用共沉淀法制备出CoFe2O4和p-MgFe2O4磁性纳米微粒，然后将纳米微粒配成相应的一定浓度的磁性液体。将两种磁性液体按一定比例、不同浓度进行混合得到二元CoFe2O4-MgFe2O4磁性液体。
　　 通过对磁性纳米微粒进行XRD表征分析，可确定CoFe2O4纳米微粒结晶较好，p-MgFe2O4纳米微粒为非晶态，两种颗粒形状都近似成球形。通过TEM及粒径分析得出两种微粒的粒径都满足对数正态分布，计算出CoFe2O4纳米微粒的平均粒径为12.76 nm，p-MgFe2O4纳米微粒的平均粒径为5.58 nm。通过EDX分析，得出CoFe2O4纳米微粒中Co与Fe的摩尔比就是就是实验时所用药品的原子比1:2，而p-MgFe2O4纳米微粒中Mg与Fe的原子比不是实验时所用药品的摩尔比1:2，而是9∶91。这可能是由于在制备过程中一部分的Mg2+没有产生沉淀而是以离子的形式残留在溶液中而被清洗掉。
　　 用VSM测量了磁性纳米微粒和磁性液体的磁化特性，其结果表明，CoFe2O4纳米微粒矫顽力和剩磁都较小，磁化强度远远大于p-MgFe2O4的磁化强度。p-MgFe2O4纳米微粒呈顺磁性，没有矫顽力和剩磁。CoFe2O4磁性液体的磁性呈超顺磁性，其磁化强度是随着体积分数的增大而增大的.实验结果还表明二元磁性液体的磁化强度不能简单等于两种单一磁性液体磁化强度的叠加。其机理是在CoFe2O4磁性液体中，其磁性微粒在无场时可以自发组装形成对磁化强度无贡献的闭合环状团聚体结构，二元磁性液体磁化时，这种CoFe2O4微粒环会部分破裂以致磁化强度增加。根据偶极子相互作用能判断CoFe2O4体系与p-MgFe2O4体系的相互作用不足以产生场致结构，因此可根据单元磁性液体的磁化性质为基础来分析二元磁性液体的磁化性质。
　　 测量了在外场作用下，单元磁性液体和二元磁性液体的光透射变化情况。结果表明，对于CoFe2O4磁性液体来说，光透射变化随着外场的变化、体积分数的变化而发生变化；对于p-MgFe2O4磁性液体来说，光透射变化不随着外场的变化或者体积分数的改变而改变；对于二元磁性液体来说，性质同单元CoFe2O4磁性液体性质类似，但是呈现出弱磁性的p-MgFe2O4纳米微粒体系的调制作用。通过对实验现象的分析讨论了磁性液体的微观结构，研究了磁性液体在外场作用下形成的链结构以及链的运动状况。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 引言

1.1磁性液体的简介

1.2磁性液体国内外的发展

1.3二元磁性液体

1.4本研究的意义

第二章 微粒的制备及其表征

2.1磁性微粒的制备

2.2纳米微粒的表征

2.2.1粒径分析

2.2.2 EDX表征

2.2.3 XRD表征

2.2.4密度的确定

2.3结论

第三章 磁性液体的制备及其基本性质

3.1磁性液体制备概述

3.2单元CoFe2O4和p-MgFe2O4离子型磁性液体的制备

3.3二元离子型CoFe2O4—p-MgFe2O4磁性液体的制备

3.3.1二元磁性液体体积分数的定义

3.3.2二元磁性液体的合成方法

3.3.3论文中所用到的二元磁性液体的配制

3.4制备磁性液体时的注意事项

3.5离子型磁性液体的基本物理性质

3.5.1密度测量

3.5.2粘度测量

3.6结论

第四章 磁性纳米微粒及磁性液体的磁性

4.1磁化理论

4.1.1朗之万顺磁性理论

4.1.2类气压缩模型

4.2纳米微粒的磁性

4.3磁性液体的磁性

4.3.1 CoFe2O4磁性液体和p-MgFe2O4磁性液体室温下磁性的测量

4.3.2二元磁性液体的磁性

4.4二元磁性液体与单元磁性液体磁化性质的比较方法

4.4.1 p-MgFe2O4磁性液体的磁化特性分析

4.4.2 CoFe2O4磁性液体的磁化特性分析

4.4.3二元CoFe2O4-p-MgFe2O4磁性液体的磁化特性分析

4.4.4不同微粒体积分数二元磁性液体的磁化性质

4.5强磁性微粒体积分数不变，弱磁性微粒体积分数不同时磁化特性分析

4.5.1二元磁性液体磁化强度增大的情况分析

4.5.2二元磁性液体磁化强度减弱的情况分析

4.6结论

第五章 磁致光透射强度的驰豫研究

5.1实验装置

5.1.1硬件装置与软件装置

5.1.2磁场

5.2稳定磁场下磁致光透射驰豫过程

5.2.1 T—t曲线的测量方法

5.2.2不同体积分数磁性液体的磁致光透射率变化

5.2.3不同中心磁场下的磁性液体磁致光透射率变化

5.2.4场开关特性

5.3磁致光透射强度驰豫机理

5.3.1单元磁性液体磁致光透射机理

5.3.2二元磁性液体磁致光透射机理

5.3.3透射率驰豫有两次最小值的解释

5.3.4链运动模型的模拟

5.4.磁致开关效应的机理

5.5结论

参考文献

结束语

攻读硕士期间工作情况

致谢