M型锶铁氧体纳米纤维的制备和性能研究

来源 :兰州理工大学 | 被引量 : 3次 | 上传用户:whynot2009
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由于一维纳米磁性材料具有高的长径比、磁晶各向异性和大的比表面积,使之表现出一系列优异的特性而被人们广泛关注;目前制备纳米纤维的方法主要有:拉伸法、模板法、水热法、静电纺丝法等,在这些方法中静电纺丝法具有工艺简单,适用于各种聚合物,且制备出的纤维直径可达纳米级别而被广泛采用。本文通过改善静电纺丝装备制备出一系列超细、表面光滑、高性能的M型锶铁氧体纳米纤维。本文以聚乙烯毗咯烷酮作为助纺剂,相应的无机盐为原料,采用溶胶-凝胶法及静电纺丝技术相结合,制备出复合纤维,经过高温煅烧得到相应的M型SrFe12O19纳米纤维。采用场发射扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、傅立叶红外光谱(FTIR)、X-射线衍射仪(XRD)、超导量子干涉仪(SQUID)测其磁性能等对所得的纳米纤维进行了表征。结果表明:初纺的纤维表面光滑,定向度高,直径均匀,平均直径在200nm左右;在不同温度下煅烧后所得的纳米纤维为表面非常光滑,竹节状结构,直径约为50nm-100nm且均匀分布的掺杂的SrFe12O19纳米纤维,长度超过数米;本文详细研究了PVP浓度、电压、固化距离等对纤维形貌的影响,在室温下确定了最佳纺丝条件:PVP浓度29wt.%,电压9KV,固化距离15cm。另外本文通过SQUID测量单掺杂M型SrFe12O19(La,Ce,Co)磁性,均在950℃下获得最佳的磁性,Ms和Mr均在不同程度上有所提高,但是La、Ce单掺杂的SrFe12O19纳米纤维的Hc比未掺杂的高,而Co单掺杂却大大降低了Hc值;未掺杂的SrFe12O19纳米纤维与溶胶-凝胶法在相同焙烧条件下所得的粉体相比,Hc、Ms、Mr都有很大的提高,而La-Co共掺杂获得纳米纤维与无掺杂的纳米纤维相比磁性也有较大的提高。目前,有望通过改善实验操作参数,更精确地控制纤维形貌特性,进一步提高材料的矫顽力,扩大其在高密度垂直记录材料、微纳米电子材料等领域的应用,对今后研究M型铁氧体纳米纤维性能及应用奠定了基础。
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