机油基磁性液体的制备及热磁性能研究

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采用直流电弧等离子体法在总压力为2x104Pa的15%SiH4+15%CH4+10%H2+60%Ar的混合气氛下,蒸发纯Ni和Fe-Ni合金制备了SiO2/SiC包覆Ni、Fe-Ni合金纳米粒子。利用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X光电子谱(XPS)、红外光谱、氧含量分析、振动样品磁强计(VSM)等测试技术,研究了制备的纳米粒子的相组成、形貌、粒度、表面特性、抗氧化和磁性等。结果表明,制备的SiO2/SiC包覆的Ni、Fe-Ni合金纳米粒子呈类球形,Ni纳米粒子粒度分布为10-35nm、表面包覆层厚度为3-5nm、室温下饱和磁化强度为25Am2/kg、200℃和300℃时饱和磁化强度下降为12.4Am2/kg和8.5Am2/kg;Fe-Ni合金纳米粒子粒度分布为10-40nm、表面上包覆层厚度为2-3nm、室温下饱和磁化强度为60.0Am2/kg、200℃和300℃时饱和磁化强度下降为58.5Am2/kg和53.2Am2/kg。用制备的SiO2/SiC包覆的Ni和Fe-Ni合金纳米粒子作为磁性粒子、油酸为表面活性剂、汽油机油为基液制备了机油基磁性液体。用粘度计和震动样品磁强计研究了制备的机油基磁性液体的粘度和磁性。结果表明,用SiO2/SiC包覆的Ni纳米粒子作为磁性粒子制备的机油基磁性液体,在25℃下粘度为1.05×103mPa·S-9.86×103mPa·S,在85℃时粘度为0.06×103mPa·S-2.91×103mPa·S,室温下饱和磁化强度为0.7Am2/kg-5.5Am2/kg,200℃时,对Ni纳米粒子含量12wt%的机油基磁性液体的饱和磁化强度为2.2Am2/kg;用SiO2/SiC包覆的Fe-Ni合金纳米粒子作为磁性粒子制备的机油基磁性液体,在25℃时粘度为1.51×103mPa·S-5.21×103mPa·S,在85℃时粘度为0.21×103mPa·S-0.69×103mPa·S,室温下饱和磁化强度为2.1Am2/kg-5.6Am2/kg,200℃时,对Fe-Ni合金纳米粒子含量12wt%的机油基磁性液体的饱和磁化强度为5.5Am2/kg。机油基磁性液体的粘度随纳米粒子浓度的增大而增大,随温度的升高而降低,但并非完全的线性关系。机油基磁性液体的饱和磁化强度随纳米粒子浓度的增大而增大,在温度低于200℃时,机油基磁性液体的饱和磁化强度几乎不随温度变化。
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