磁性材料一直是国民经济、国防工业的重要支柱和基础,在信息存储、处理与传输中已成为不可或缺的重要组成部分,广泛应用于微机、电信、自动控制、通讯、家用电器等领域。钴、镍作为典型的磁性材料因其优良的物理、化学和机械性能而广泛应用于陶瓷、硬质合金,电池行业,电子器件以及特种工具等领域,其合成及磁性质研究正引起人们的广泛关注。本文基于表面活性剂的结构导向作用以水热的方法制备了中空球结构钴并通过调节pH值制得了六角片状结构钴以及刺球状镍。通过在水热反应过程中引入磁场作用的方法,制备得到了有序的中空球链结构、花状塔结构钴,以及链状结构镍。研究了不同结构磁性材料对产物磁性能的影响,探讨了产物形貌结构与其磁性能之间的相互关系。该研究将为功能磁性材料的制备、有序组装以及拓展其磁性能的应用提供重要的理论依据。1.表面活性剂体系中水热法制备中空钴球及其磁性能研究在Brij30表面活性剂体系中,通过水热的方法制得了中空球结构钴,并通过调节pH值制得了六角片状结构钴。详细考察了各种反应条件对最终产物结构的影响,如表面活性剂浓度、表面活性剂结构、温度以及pH等。研究发现,随着表面活性剂Brij30浓度的增加,产物由实心钴球结构向中空球结构转变,且当Brij30浓度为4.12×10-4 mol/L时,得到了均一完整的中空钴球。只有在非离子的表面活性剂Brij30存在的条件下才能得到空心球结构的产物。温度的升高有利于钴的成核、结晶,并且高温使得中空球内的Brij30上的氧乙烯脱水而从球内向外扩散导致了孔的形成。通过pH的调节,可以实现产物由空心球结构向片状结构转变,同时调节其他反应条件,可以最终得到均一规整,分散性好的六角形片状结构产物。产物磁性质研究发现,经过调控得到的中空球结构产物以及六角片状结构产物的饱和磁化强度较其本体结构产物,均有显著的提高。同时对中空结构钴球的形成机理进行了探讨,研究发现,可能是首先由Brij30导向生成绒球状实心球结构,实心结构生成后,由于高温下Brij30的脱水扩散作用引起实心球内部凹陷,最终导致了中空结构的形成。2.钴的磁片沉积自组装及其磁性能研究通过引入磁场,利用磁场诱导沉积的方法成功地将分散的中空球结构钴以及分散的六角片状结构钴组装为中空球链状钴以及花状塔结构钴。同时研究了在磁场条件下各反应条件对组装结构的影响。结果表明额外加入的磁引力是导致中空球钴成链状有序排列的主要原因,表面活性剂的作用主要在于诱导中空结构的形成,其他反应条件的影响主要在单个球体上,对链的形成影响不大。pH对产物的形貌影响很大,在高pH条件下产物趋向于塔状结构,额外加入的磁引力也是形成塔状结构的主要原因。磁性质研究表明在空心球结构基础上组装得到的中空球链状钴的饱和磁化强度相对于分散的空心球结构有了明显的提高。3.表面活性剂体系中水热法制备刺球状镍及其磁性能研究在不加入表面活性剂的纯水体系中,通过一步水热法,制得了刺球状结构的镍,并考察了反应时间、温度、pH、表面活性剂等反应条件对刺球状结构的影响。研究表明,刺球状结构是随着反应时间的延长由磁性镍粒子组装生长而成的。反应温度的升高使得刺球状结构向表面光滑的球结构转变,160°C是形成刺球状结构的合适温度,更低的温度(如120°C)则反应无法发生。阴离子表面活性剂SDS的加入,以及高pH均会抑制该有序组装而形成刺球状产物。非离子表面活性剂Bri30与阳离子表面活性剂DTAB的加入没有完全抑制其组装过程,但也无法制得刺球状结构产物。通过改变反应的溶剂,在乙醇条件下则可实现产物向棒状结构转变。通过磁场诱导沉积的方法,同样也得到了链球状镍,表明这种磁场诱导沉积的方法在磁性材料有序组装方面可能具有一定的通用性。磁性质表征发现有序链状结构的饱和磁化强度高于刺球状结构产物的饱和磁化强度,而组装形成的刺球状结构产物的饱和磁化强度又高于初始分散的纳米球结构产物的饱和磁化强度。