乙二醇原位还原法制备铬基氧化物及其磁学性能研究

摘要

纳米磁性材料在纳米科学和技术研究领域中占有很重要的地位,纳米磁性材料相比于块体材料具有很多优异的物理性能,并在磁存储、磁流体、催化、微电子等领域具有很大的应用价值。目前,各种各样的制备方法层出不穷,但想要得到特殊结构的纳米磁性材料,还需不断的研究探索。本论文是通过乙二醇原位还原法制备了一系列具有特殊形态结构的铬基氧化物磁性材料,主要完成了以下研究任务:
　　1、在本文中,通过简单的水热原位还原法制备了准空心结构的稀土亚铬酸盐,X射线粉末衍射(XRD)数据表明,所得产物具有斜方晶系钙钛矿结构。电子显微镜分析结果显示,稀土阳离子半径对产物的形态影响很大。磁性研究表明,所有产物在低于尼尔温度(TN1)时都经历从顺磁态向反铁磁态的转变,这主要归结于 Cr3+Cr3+之间的交换作用,并且 TN1随着稀土阳离子的半径增加呈线性上升。此外,在部分样品中还可以发现热滞环、反向磁化以及磁交换偏置效应等特殊的磁学性质。
　　2、通过乙二醇原位还原法制备出了CoCr2O4多晶纳米片,X射线粉末衍射图谱表明,所制得的样品具有立方尖晶石结构,电子显微镜分析显示,所制备的CoCr2O4多晶纳米片是由直径为20-30 nm的纳米粒子组成。实验结果证明,乙二醇与水的体积比是影响产物形态的关键因素。磁性分析表明,远程铁磁有序态出现在TC=86 K,螺旋磁有序出现在TS=20 K,且TC明显依赖于结晶度,此外,矫顽力随结晶度的增加而增大,随晶粒尺寸的减小而减小。比热容数据显示,转变温度TC=90 K,TS=20 K。
　　3、利用乙二醇原位还原法制备出了Ni-Cr2O3复合空心球。X射线粉末衍射确定了相组成,扫描电子显微镜和透射电子显微镜表征了所制样品的形貌。实验证明,乙二醇与水的体积比对产物的最终形态起着决定性作用。磁性研究表明,由于铁磁性的Ni和反铁磁的Cr2O3之间的交换耦合作用,在磁滞回线上可以观察到较小的交换偏置效应。在较低的温度下,可以得到较大的交换偏置磁场和矫顽力。另外,这种多孔纳米结构具有较高的比表面积,约为145.1 m2·g-1。

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第1章 绪论

1.1 前言

1.2 纳米磁性材料

1. 3 铬基磁性材料

1.4 本论文的研究意义及内容

第2章 稀土亚铬酸盐准空心结构的制备及其磁学性能研究

2.1 引言

2.2实验部分

2.3 实验结果与讨论

2.4 本章小结

第3章 尖晶石结构CoCr2O4多晶纳米片的制备及其磁学性能研究

3.1 前言

3.2 实验部分

3.3 实验结果与讨论

3.4 本章小结

第4章 铁磁-反铁磁体系Ni-Cr2O3复合空心球的制备及其磁学性能研究

4.1 前言

4.2 实验部分

4.3 实验结果与讨论

4.4 本章小结

第5章 结论

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果