磁性纳米Ni和核壳结构SiO2(NiO,ZnO)/Ni的制备及性质研究

摘要

本文采用液相还原法，在不同的介质中制备了磁性纳米镍粒子；采用氢气高温还原法、化学镀法、水合肼直接还原法制备了具有核壳结构的磁性粒子（SiO2/Ni、NiO/Ni、ZnO/Ni），并对样品的形貌和大小、晶体结构、磁学性能、电学性能进了测量分析。
　　采用水合肼作为还原剂，在不同介质中制备镍粒子。考察了溶剂的不同、是否加入分散剂对样品的影响。发现以乙二醇做溶剂，加入分散剂聚乙烯吡咯烷酮（PVP），能得到分散良好，尺寸在40nm左右的球形纳米镍粒子。XRD衍射图谱表明制得样品均具有面心立方结构，空间群为mFm-3。用经验公式得到样品的晶胞参数，发现样品晶胞参数随着颗粒尺寸的增大而增大。样品的磁化强度都随着磁场的增大而增大并逐渐趋于饱和，饱和磁矩随着样品颗粒尺寸的增大而增大，矫顽力随着粒子尺寸的增大先增大后减小。在所测温度范围（80~300K）内样品的磁矩随着温度的升高而降低，在所测温度内没有出现从铁磁性向顺磁性的转变。随着颗粒尺寸的减小，样品的电学性能由金属导电行为到半导体导电行为转变。样品均具有明显的磁电阻效应。
　　采用了氢气高温还原法、水合肼直接还原法、化学镀法制备了核壳结构的物质（SiO2/Ni、NiO/Ni、ZnO/Ni）。SiO2/Ni、NiO/Ni的XRD衍射图谱只出现了镍的特征峰，通过TEM可以观察到样品基本都呈现核壳结构；ZnO/Ni衍射图谱中出现了ZnO和Ni的峰，并没有形成很好的核壳结构。样品NiO/Ni的磁性最大，所测温度范围（80~300K）内样品（SiO2/Ni、NiO/Ni、ZnO/Ni）的磁矩随着温度的升高而减小，表现出明显的铁磁性。样品(SiO2/Ni、NiO/Ni)的电学性能呈现金属导电行为，具有明显的磁电阻效应。

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第1章 绪 论

1.1 引 言

1.2 纳米材料的研究概况

1.3 磁性纳米材料的研究进展

1.4 磁性纳米材料的应用

1.5 核壳型磁性纳米复合材料

1.6 本论文的研究内容和思路

第2章 基本理论、样品的制备及表征方法

2.1 基本理论

2.2 样品的表征方法

2.3 样品的制备

第3章 纳米Ni的制备及性能表征

3.1 引 言

3.2 实验部分

3.3 样品形貌及大小的分析

3.4 样品晶体结构的分析

3.5 样品磁学性能的分析

3.6 样品电学性能的分析

3.7 小 结

第4章 SiO2(NiO，ZnO)/Ni的制备及性质研究

4.1 引 言

4.2 实验部分

4.3 样品形貌及其大小的分析

4.4 样品晶体结构的分析

4.5 样品的磁学性能研究

4.6 样品的电学性能研究

4.7 小 结

参考文献

致 谢

附 录