FeO磁流体的制备与性能研究

摘要

磁流体是一种新型的液体功能材料，兼有固体材料的磁性与液体材料的流动性，具有广阔的应用前景。磁流体可分为铁氧体型，金属型和氮化铁型三类。因为生产金属型和氮化铁型磁流体的工艺设备非常复杂，而且产品本身的抗氧化能力较弱，所以在实际生产和应用中，大多数磁流体器件往往使用以Fe<,3>O<,4>为主的铁氧体型磁流体。 本文以化学共沉淀法为主，分别采用“干法”和“湿法”制备了煤油基Fe<,3>O<,4>磁流体，并讨论了制备工艺对Fe<,3>O<,4>磁流体稳定性的影响。用XRD分析了Fe<,3>O<,4>颗粒的晶体结构，并用VSM测试了Fe<,3>O<,4>粉末的磁性能。用透射电子显微镜观察了磁流体样品的微观结构，并对磁流体样品的稳定性、磁性、零场粘度和在水平磁场下的粘度等性能进行了测试和表征。结果表明：用化学共沉淀方法制得的Fe<,3>O<,4>颗粒没有杂相出现，是反尖晶石结构的AB<,2>O<,4>型化合物，Fe<,3>O<,4>粉末的饱和磁化强度约为60emu/g，剩磁和矫顽力都很小，表现了较好的软磁性：透射电子显微镜照片显示了油酸与Fe<,3>O<,4>颗粒的体积比越大，对Fe<,3>O<,4>颗粒包覆越好，Fe<,3><,4>颗粒分散越均匀；样品均有不同程度的沉降发生，但是通过“干法”制备的样品较通过“湿法”制备的样品稳定性差，显示了“湿法”在制备磁流体上的优势：测试的WA、WB系列样品都表现了较好的超顺磁性，且磁流体的磁性主要与其浓度有关，一般浓度越大其磁性越高：WA系列样品符合塑性流体的特征，D系列样品除D2外也都符合塑性流体的特征；在水平磁场作用下，WA系列和WB系列各个样品的粘度随磁场的增加均有不同程度的增大，并且除了WB3样品外，其他样品粘度随水平磁场的变化近似呈幂函数的关系。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

§1.1磁流体的发展概况

§1.2磁流体的组成

1.2.1固体磁性粒子

1.2.2基液

1.2.3表面活性剂

§1.3磁流体的分类与制备

1.3.1磁流体的分类

1.3.2磁流体的制备

§1.4磁流体的性质

1.4.1稳定性

1.4.2磁性能

1.4.3粘度性质

1.4.4表面特性

1.4.5光学性质

1.4.6声学性质

1.4.7其他性质

§1.5磁流体的应用

§1.6 Fe3O4晶体结构简介

§1.7研究课题的选取

参考文献

第二章实验准备及测试方法

§2.1实验试剂及仪器

§2.2测试方法

2.2.1 X射线衍射(XRD)

2.2.2磁性能测试

2.2.3透射电子显微镜(TEM)测试

2.2.4磁流体稳定性测试

2.2.5磁流体的形貌观察

2.2.6磁流体的粘度测试

参考文献

第三章Fe3O4颗粒及磁流体的制备方法

§3.1 Fe3O4纳米颗粒的制备

§3.1.1制备工艺

§3.2 Fe3O4磁流体的制备

3.2.1干法制备

3.2.2湿法制备

3.2.3关于共沉淀法制备Fe3O4磁流体工艺的简单讨论

3.2.4实验制备的样品

第四章实验结果与分析

§4.1 Fe3O4粉末的X射线衍射研究

§4.2磁流体的透射电子显微镜研究

§4.3磁流体的稳定性研究

4.3.1样品的稳定性分析

4.3.2磁流体的稳定性探讨

§4.4磁性能研究

4.4.1 Fe3O4粉末的磁性研究

4.4.2 Fe3O4磁流体的磁性研究

§4.5磁流体的形貌观察

§4.6磁流体的粘度研究

4.6.1磁流体在零场下的粘度特性

4.6.2磁流体在水平外场下的粘度特性

参考文献

第五章结论

致谢