靜電紡絲法制備鎳鋅銅鐵氧體納米纖維的結構及磁性能研究.pdf

1、靜電紡絲技術是一項簡單實用制備磁性納米纖維的一項現代技術，通過嚴格控制工藝條件和準確的配比各個元素之間的化學計量比配制出符合紡絲條件的前驅體溶液，可成功的制備出直徑均勻，形貌良好，連續(xù)性良好的納米纖維。靜電紡絲法可以制備出單管，多管，芯-殼結構等多種符合結構的磁性納米纖維，因此是制備納米纖維的一種具有廣闊應用前景的制備方法。本畢業(yè)論文用PVP與DMF作為配置溶液的粘稠劑和絡合劑，以硝酸鹽作為主要的金屬離子的原料，蒸餾水和無水乙醇作為配置

2、溶液的溶劑，并且通過靜電紡絲法成功的制備出兩種不同的Ni0.3Cu0.1Zn0.6Fe2O4納米纖維和Ni0.3Cu0.1Zn0.6Sm0.05Fe1.95O4納米磁性纖維；在不同的焙燒溫度下，將兩種制備出來的磁性納米纖維Ni0.3Cu0.1Zn0.6Fe2O4納米纖維和Ni0.3Cu0.1Zn0.6Sm0.05Fe1.95O4磁性納米纖維做結構方面，形貌特征，熱分解過程和磁學性能的對比研究。在實驗中我們采用現代材料分析手段，主要有用X

3、射線衍射儀(XRD)、X射線能量色散譜儀(EDS)、熱重-差示掃描熱量分析儀(TG-DSC)、電子顯微鏡(SEM)、VSM對兩種制備出的磁性納米纖維的結構、成分熱分解過程、形貌特征、管狀結構和磁學性能進行系統全面的研究。
　　通過靜電紡絲法制備出的Ni0.3Cu0.1Zn0.6Fe2O4磁性納米纖維，在空氣氣氛下經500℃~900℃焙燒后，得到純相、結晶良好、直徑均勻的Ni0.3Cu0.1Zn0.6Fe2O4納米纖維；Ni0.3C

4、u0.1Zn0.6Fe2O4磁性纖維在450℃完全分解，在200~410℃存在兩個較大放熱的平臺；Ni0.3Cu0.1Zn0.6Fe2O4磁性納米纖維在低溫狀態(tài)下是，比如500℃和600℃時，纖維形貌較好，直徑均勻，表面光滑，纖維直徑大約在18nm-30nm之間，在高溫狀態(tài)下，制備出的Ni0.3Cu0.1Zn0.6Fe2O4磁性納米纖維有氣孔和斷裂的現象出現；隨著溫度的升高，結晶程度越好，在900℃時結晶度最好，無雜峰，表現為純相的尖晶

5、石結構。從VSM的表征發(fā)現，制備出Ni0.3Cu0.1Zn0.6Fe2O4納米纖維的磁滯回線具有軟磁材料特有的特征，形狀細長，矯頑力很小，而且飽和磁化強度比較大。在500℃到900℃的溫度區(qū)間內，飽和磁化強度依次逐漸增大，矯頑力和剩余磁化強度出現先增大后減小的趨勢。在700℃的時候，矯頑力最大為31.13Oe。Ni0.3Cu0.1Zn0.6Fe2O4進行稀土元素釤摻雜，制備出的Ni0.3Cu0.1Zn0.6Sm0.05Fe1.95O4纖

6、維磁性能不同于Ni0.3Cu0.1Zn0.6Fe2O4纖維，其矯頑力更小，當燒結溫度達到600℃時，磁性納米纖維形貌較好，纖維直徑約為60-100 nm，隨著溫度的升高，特別是當800℃以后時，制備出的磁性納米纖維的表面形貌粗糙，且有斷裂和氣孔現象出現，在900℃焙燒后的纖維表面更粗糙，纖維晶粒較大。Ni0.3Cu0.1Zn0.6Sm0.05Fe1.95O4磁性納米纖維在500℃到900℃都有明顯的有結晶峰出現，說明在500℃時立方尖晶

7、石鐵氧體相已經基本形成，隨著溫度的升高，結晶程度越來越高，在900℃時結晶鋒細長，明顯，呈現良好。隨著焙燒溫度升高(500℃-900℃)，Ni0.3Cu0.1Zn0.6Sm0.05Fe1.95O4納米磁性纖維在磁學性能上面的差異表現出來，具體來說，Ni0.3Cu0.1Zn0.6Sm0.05Fe1.95O4納米磁性纖維的飽和磁化強度從37.29 emu/g增加到53.30emu/g，并且矯頑力先增大后減小的趨勢，從500℃的0.76Oe增