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《哈尔滨工业大学》 2010年
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超声强化化学液相沉淀法制备纳米Fe_3O_4及其性能研究

郑道勇  
【摘要】:Fe_3O_4是一种重要的工程、信息材料,有着丰富的应用潜力和广泛的应用领域。纳米Fe_3O_4更是具有许多不同于其块体的独特性能,但纳米Fe_3O_4的性能在很大程度上取决于其制备方法,因此对Fe_3O_4制备方法进行改进,既具有重要的理论意义,同时也将扩大Fe_3O_4的应用前景。 本文对传统的液相沉淀法制备Fe_3O_4进行了改良,通过把超声引入实验过程中作为强化手段,研究、探索不同超声实验条件下,对所制备纳米Fe_3O_4的形貌、尺寸、尺寸分布、以及电磁性能等的影响规律。通过计算及实验探索,本文采用如下参数进行实验研究:(1)超声——25kHz,40kHz,59kHz;(2)温度——40℃,50℃,60℃;(3)离子配比——Fe2+:Fe3+=1.1:2;(4)沉淀剂——NaOH,氨水;(5)表面活性剂——聚乙烯吡咯烷酮(PVP),聚乙二醇(PEG),十二烷基苯磺酸钠(SDBS)。 通过本课题的研究、探索,发现超声强化下制得的纳米Fe_3O_4,具有如下特性:(1)形貌呈近球形,粒径分部较窄(主要在15~20nm);(2)较低超声频率(25kHz)时的粒径最小、分部最窄;(3)磁化特性呈近超顺磁性,饱和磁化强度明显高于未超声时的情况;(4)随超声频率的增加饱和磁化强度逐渐增加;(5)超声有利于提高纳米Fe_3O_4的结晶性;(6)表面活性剂有助于减小Fe_3O_4的粒径,但不显著;表面活性剂对制备纳米Fe_3O_4铁氧体的性能无明显影响;(7)反应体系的温度(较低温度)影响也不大。 超声强化下制得的纳米Fe_3O_4具有以上特性,主要归因于超声的声空化效应(高温、高压微气泡点等),此效应提供了非同寻常的物理、化学环境,反应过程中完全打破了原有常温、常压下的反应特征,表现出微小局部剧烈的变化特性。此外,声空化条件下反应过程复杂多变,由此引起的一系列变化,最终使得Fe_3O_4形貌球形化、结晶性提高,进而影响Fe_3O_4的电磁性能。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TB383.1

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【参考文献】
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