外加磁场诱导Fe-B-P非晶亚微米棒的制备及磁性能

摘要

随着电子器件小型化、大规模集成电路、网络、微波通信等技术的迅猛发展，噪声干扰趋于高频化，高频噪声抑制材料是未来吸波材料发展的一个新趋势。由于软磁吸波材料对电磁波特别是对高频电磁波具有优良的吸收性能，成为众多学者的研究重点。针对吸波机理的分析，高效的高频软磁吸波材料在性能上应该具有:高复数磁导率μ、高饱和磁化强度Ms、高电阻率ρ、低矫顽力Hc和合理的各向异性等效场Hk。
　　非晶Fe-B-P纳米材料具备很高的μ和很小的Hc，并且Fe基合金本身就具有很大的Ms，适合做高频吸波材料。如果将非晶Fe-B-P做成棒状结构，使其具有较大的、可控的形状各向异性，非晶Fe-B-P棒将有可能成为优良的高频吸波材料。根据上述背景，本研究设计了利用液相化学还原法制各Fe-B-P非晶亚微米球，并在外加磁场的诱导下制备出可控的Fe-B-P非晶亚微米棒。主要研究内容和取得的成果如下:
　　1、利用液相化学还原法制备TG339 亚微米球，通过对还原剂NaBH4和Fe盐的性质的探讨，研究了NaBH4浓度、NaBH4添加方式及表面活性剂对Fe-B-P亚微米球形貌和磁性能的影响。研究结果表明:
　　a)随着NaBH4浓度的增加，Fe-B-P亚微米球尺寸分布变宽;加入NaBH4溶液越多，形成的Fe-B-P亚微米球平均尺寸越小，即通过改变NaBH4浓度可以有效地控制Fe-B-P亚微米球的尺寸;
　　b)适量的表面活性剂尿素可以改善Fe-B-P亚微米球的磁性能，当尿素和FeCl2的摩尔比nurea/nFeC(l)2=1∶1时，Fe-B-P亚微米球具有较理想的软磁性能:Ms=126.21emu/g，Hc=8.98Oe。
　　2、采用外加磁场诱导的方式成功制备出了可控的Fe-B-P亚微米棒，探讨了反应条件对亚微米棒的影响。通过观察亚微米棒的形成过程，分析了其在磁场下的形成机理。研究结果如下:
　　a) NaBH4浓度对Fe-B-P亚微米棒的形貌和尺寸均匀性有很大影响，适当的NaBH4浓度可以使样品更加均匀、纳米棒具有更规则的形状;
　　b)通过研究亚微米棒的生长机制发现，磁场是诱导亚微米球生长成亚微米棒的关键因素，在磁场的作用下，亚微米球逐渐自组装成亚微米棒，并随时间的增加长径比增加。磁场作为自组装的动力，其强度越大，驱动力也就越大，所产生的Fe-B-P亚微米棒越长;
　　c)制备出来纳米棒具有较好的形状各向异性和一定的磁各向异性。测得磁滞回线有明显区别，平行和垂直于Fe-B-P亚微米棒的方向分别为较容易磁化方向和较难磁化方向。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．1．1 电磁干扰概述

1．1．2 电磁干扰的来源

1．1．3 电磁干扰的传播途径

1．2 解决电磁干扰问题的技术

1．2．1 屏蔽

1．2．2 滤波

1．3 软磁材料的吸波机理

1．3．1 复数磁导率

1．3．2 涡流损耗

1．3．3 磁滞损耗

1．3．4 铁磁共振

1．3．5 畴壁共振

1．4 软磁吸波材料的研究现状及发展趋势

1．4．1 铁氧体吸波材料

1．4．2 纳米晶软磁吸波材料

1．4．3 软磁吸波材料的发展趋势

1．5 软磁吸波材料的制备方法

1．5．1 纳米软磁吸波材料制备概述

1．5．2 液相化学还原法

1．6 本研究的目、意义及内容

1．6．1 本研究的目的、意义及可行性

1．6．2 研究内容

第2章 实验仪器及材料的表征

2．1 化学仪器及试剂

2．2 材料的表征方法

2．2．1 扫描电子显微镜(SEM)

2．2．2 振动样品磁强计(VSM)

2．2．2 X射线衍射方法(XRD)

第3章 Fe-B-P非晶亚微米球的制备与表征

3．1 引言

3．2 实验过程

3．2．1 Fe-B-P亚微米球的制备

3．2．2 测试样品的制备

3．3 结果与讨论

3．3．1 NaBH4浓度的影响

3．3．2 NaBH4添加方式的影响

3．3．3 表面活性剂的影响

3．4 本章小结

第4章 Fe-B-P非晶亚微米棒的制备与表征

4．1 引言

4．2 实验过程

4．2．1 Fe-B-P亚微米棒的制备

4．2．2 磁场的测定

4．3 结果与讨论

4．3．1 Fe-B-P亚微米棒的合成

4．3．2 NaBH4浓度对Fe-B-P棒的影响

4．3．3 磁场强度对Fe-B-P棒的影响

4．3．4 Fe盐溶液反向滴入NaBH4水溶液的影响

4．3．5 表面活性剂对Fe-B-P棒的影响

4．3．6 Fe-B-P亚微米棒形成机理的探讨

4．3．7 形状各向异性对Fe-B-P棒磁性能的影响

4．4 本章小结

第5章 结论

参考文献

致谢