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Zn-γ-Fe_2O_3磁性溶胶—凝胶体系的制备及性质研究

文榜才

   一定条件下的ZnFe2O4自形成离子磁性液体可呈凝胶状态。将沉淀法制备出的γ-Fe2O3磁性纳米微粒,通过Zn、Fe盐溶液处理后得到了Zn-γ-Fe2O3磁性纳米微粒。用自形成法制备出了溶胶、凝胶体系。分别用XRD、EDX、XPS、TEM对Zn-γ-Fe2O3纳米颗粒的晶体结构、元素比例、以及形貌进行表征,结果表明颗粒结晶较好。通过对纳米颗粒的粒径分布分析,微粒的粒径满足对数正态分布,得出Zn-γ-Fe2O3磁性微粒的平均粒径均为7.14nm。 用VSM测量了Zn-γ-Fe2O3磁性纳米颗粒及溶胶、凝胶的磁化特性,得出同一胶体在两种状态(凝胶、溶胶)下磁性有差异,这种差异来源于磁凝胶内部的网格结构。当胶体处在凝胶态时,微粒被限制在网格的一定区域内,受场的作用微粒的磁矩不能完全转向场的方向;溶胶态时,磁性微粒均匀分散在基液中,磁性微粒受磁场的作用,磁矩较易偏向外场方向,因此溶胶状态时的表观磁性比凝胶状态时要强。同时对Zn-γ-Fe2O3溶胶和近凝胶也做了同样的测试,结果表明溶胶状态时磁性比近凝胶的磁性要强;沿用类似的方法,测试了ZnFe2O4顺磁性凝胶,呈现出凝胶时的磁性大于溶胶。所以磁性强弱不同的两种胶体在凝胶、溶胶态下的磁性差异恰好相反。同一Q值的ZnFe2O4凝胶体系,体积分数越大,相应溶胶、凝胶的磁性变小。表明体积分数越大,凝胶中网格的致密性较高,在磁场的作用下,微粒感应磁矩的偏转相对较难,因此体积分数大的凝胶比体积分数较小凝胶的磁性变弱,说明高浓度的磁性凝胶类似于块体磁性物质的磁性;当胶体在溶胶态时,由于网格的修复作用,逐渐形成近凝胶。近凝胶中部分网格使微粒受限于一些局部区域,当有磁场作用时,微粒的磁矩偏转受到网格的限制,体积分数越大,近凝胶的部分小网格越多,微粒在网格中的磁矩偏转取向相对较差,导致磁性偏低。测量了Zn-γ-Fe2O3磁性液体及近凝胶体系磁光效应,得出胶体处在近凝胶体系时,呈现出与磁性液体不相似的光透射规律。根据凝胶的结构特点,从微观机制进行了分析,初步解释了近凝胶体系的光透射规律。……   
[关键词]:磁性液体;凝胶;溶胶;近凝胶;磁化特性;磁光效应
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:西南大学2010年
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