硅油基CoFe2O4磁性液体的制备与表征

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硅油基磁性液体是一种以硅油作为基载液的磁性液体,具有耐高温、低粘度、低蒸气压、粘度随温度变化小等优点,可应用于太空,军事等领域。但目前所制得的硅油基磁性液体的饱和磁化强度普遍偏低,是制约其应用的主要因素,因此本文主要通过掺杂的方法来提高硅油基磁性液体的饱和磁化强度。首先采用化学共沉淀法制备了 CoFe2O4纳米磁性颗粒,确定了最佳实验工艺为:Co2+:Fe2+:Fe3+=1:1:2,反应温度(T1)为50℃,PH值为10,搅拌速率为300rad/min。并采用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、振动样品磁强计(VSM)对制备的颗粒进行了表征。实验结果表明所制备的颗粒为CoFe2O4纳米磁性颗粒,平均粒径为10.7nm,饱和磁化强度为53emu/g。采用加热法对CoFe2O4纳米磁性颗粒进行了稳定性的研究。实验结果表明掺杂Co元素后,纳米磁性颗粒的磁稳定性和化学稳定性得到了提高。然后,以硅烷偶联剂(A1120)为表面活性剂,无水乙醇为过渡液,浓硫酸为催化剂对所得CoFe2O4 纳米磁性颗粒进行包覆。确定了最佳实验工艺为:反应温度(T2)为80℃,PH值为5,搅拌速率为400rad/min。并对包覆后颗粒采用TEM进行表征。实验结果表明硅烷偶联剂成功地包覆在磁性颗粒表面上,其平均粒径为20nm,包覆层厚度为4.3nm。接着,采用物理搅拌与超声分散相结合的方法,以硅油为载液,以包覆的CoFe2O4为纳米磁性颗粒,制备了硅油基磁性液体。并采用VSM和磁流变仪对其进行了表征,采用高速离心机和磁座静置方法的测试了其稳定性。结果表明所制备的硅油基CoFe2O4磁性液体为稳定的非牛顿流体,其粘度为9.172×10-2Pa·s,其饱和磁化强度为14.4emu/g。
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