尖晶石型钴铁氧体(CoFe2O4)是一类亚铁磁性的氧化物,它作为一种典型的磁性材料,在基础科学和技术应用上具有重大研究意义。CoFe2O4具有其独特的物理性质、化学性质、催化性质与磁特性。如钴铁氧体CoFe2O4拥有大的磁晶各向异性常数K1,高的居里温度,高频下的低能损耗,硬度大,高矫顽力Hc,适中的饱和磁化强度和化学性质稳定等独特性能。这些独特的性能使得CoFe2O4拥有广阔的应用前景,如催化领域,电磁微波吸收,高密度磁存储领域,药物靶向,磁流体,气体传感器和磁共振成像等。近来,因纳米磁体的复合物能够表现出极大的磁性能提高和诸如交换偏置、交换弹簧作用的物理现象,CoFe2O4基纳米复合磁性材料成为众多研究的主题。所以,开展一系列实验来研究CoFe2O4基复合材料具有非常重要的意义。在本论文中,我们用水热法制备样品,研究不同搅拌速度、反应温度以及不同气氛退火对最终产物成分、结构与磁性质的影响。我们用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨电镜((HR)TEM)以及超导量子干涉仪(SQUID)等各种仪器对样品的晶体结构、形貌和磁性质进行研究。所有测试都是在常温下进行的,且取得的结果对提高CoFe2O4基复合材料的性能具有理论和实际意义。本文共分为六章,以下为每个章节的主要内容：第一章主要介绍了CoFe2O4的应用背景、晶体结构及磁性质；综述了CoFe2O4基的纳米复合体系的研究进展以及本文的研究目的和意义。第二章主要介绍了CoFe2O4及其复合材料的制备方法、表征手段,以及制备所需药品和仪器。第三章在不同转速(0、100、200、300、400r/min)条件下,我们用水热法一步合成了不同种类的CoFe2O4基磁性纳米晶体。随着搅拌速度Vs的增加,样品由纳米复合体系的CoFe2O4/Co0.7Fe0.3(CFO/CF)转变为单相的CoFe2O4(CFO)。所得样品的最大饱和磁化强度和矫顽力分别为88.9emu/g和3010Oe。随着转速的增加,软磁相CF减少,导致饱和磁化强度降低；剩磁Mr逐渐增强,且最大剩磁比达到Mr/Ms=0.67；当转速Vs=200r/min时,矫顽力达到最大值。磁晶各向异性,偶极相互作用和形状各向异性能够很好地解释这些现象。搅拌速度也影响着材料的阻抗性质,相关机理将在下面讨论。第四章在不同水热温度(80、120、140、160、180℃)条件下,我们用水热法一步合成CoFe2O4/Co0.7Fe0.3纳米复合永磁材料,并利用XRD、SQUID、SEM、(HR)TEM和选区电子衍射(SAED)等测试技术对样品进行表征。所有样品都是由八面体的CoFe2O4纳米粒子和类球状的Co0.7Fe0.3构成。最大饱和磁化强度和矫顽力分别达到191emu/g和1311Oe,这在以前的CoFe2O4/Co0.7Fe0.3体系中从未观察到。大的饱和磁化强度归因于紧密接触的CoFe2O4大的质量比。磁偶极相互作用在磁性质当中起着至关重要的作用,并且导致磁化强度的降低和剩磁比Mr/Ms的减小。随着反应温度的变化,矫顽力呈现出复杂的变化,它的机理需要进一步研究。第五章在不同气氛(空气、氢气)条件下,对水热制备的前驱体粉末退火,研究最终产物的成分、结构及磁性质。用水热法合成的前驱体粉末主要包含CoFe2O4和Co(OH)2,在空气中退火得到铁磁的CoFe2O4和反铁磁的Co3O4复合物,在H2中退火被还原成Co/Fe合金。空气中退火的样品中(CoFe2O4/Co3O4),在低于Co3O4的奈尔(Neel)温度下我们观察到巨大的交换偏置(HE=2233Oe)和矫顽力增强(Hc=10153Oe),这源于铁磁的CoFe2O4和反铁磁的Co3O4相之间的交换耦合作用。将前驱体粉末在H2中还原,我们获得了Fe和Co的固溶体(Co3Fe7); Co3Fe7的平均原子磁矩为2.4μB,这比分开的Fe或者Co的磁矩都要大。通过改变反应条件,我们可以轻易改变磁参数,这将有助于获得理想的磁性。第六章对全文内容进行了总结并且对进一步的研究作出了展望。