聚吡咯复合尖晶石型铁氧体的制备及性能研究
发布时间：2021-09-05 13:52
随着世界科技的迅速发展,国内外对于磁性吸波材料的研讨也是越来越深入,磁性材料是当代社会最重要的一大材料,最近大量研究被集中于此领域。由于尖晶石型铁氧体具有卓越的性能,使其在磁存储、生物医药和催化等诸多方面都得到了普遍应用,同时它也具备良好的吸波性能。形形色色的磁性材料中,由于磁性中空微球具有高比表面积和优异的微包裹性质,使其被科学工作者广泛关注。铁氧体与聚吡咯聚合可以使其磁学和吸波性能都得到提高。本实验的碳源基底为C6H12O6,Cu（NO3）2为Cu源（AgNO3为Ag源）,运用水热法成功合成尖晶石型Cu/RFe2O4（Ag/RFe2O4）,合成后再进一步采用铈元素对Fe进行取代,形成Cu/RFe2-xCexO4（R代表Ni、Co、Zn等金属离子,X=0.005、0.01、0.015、0.02）。产品不...
【文章来源】：沈阳师范大学辽宁省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
尖晶石结构图
聚吡咯复合尖晶石型铁氧体的制备及性能研究6发生水解、缩合等化学变化，于溶液里得到较为稳定且透明的溶胶体系，溶胶在老化的胶粒之间进行长时间的聚合，形成的凝胶的结构呈现具有三维空间网格型，凝胶网络之间有许多溶剂它们都丧失了流动性[31]。凝胶进行干燥、灼烧固化后可以制得分子乃至纳米级亚结构材料。溶胶凝胶法的制备原理如下：图1.2溶胶-凝胶法的制备原理图Fig.1.2Preparationprincipleofsol-gelmethod1.3铁氧体吸波性能影响因素（1）粒径对吸波性能的影响：铁氧体具有的吸波性能与其粒径关系很大。纳米级铁氧体相较于微米级铁氧体材料，具有较强的吸波性能和较宽的频带。在某一固定区间内，随着粒子尺寸的增大，铁氧体材料所具有的吸波能力减弱。当以往的铁氧体吸波性能与吸波频率受到限制时，想要提高吸波性能，就要利用铁氧体材料粒径的变化并制造出超细的铁氧体粉末来改进它的电磁学性质，这种方式已经成为一个新的研究方向[32]。（2）相组成对吸波性能的影响：铁氧体材料的相组成对其吸波性能产生很大的影响。铁氧体相组成受很多因素影响，其中就包括：组成，制备工艺和热处理条件。在进行铁氧体材料的制备时，难免会有异相的出现，出现过渡相和中间产物等情况也时有发生，这将要使铁氧体的吸波性能被破坏[33]。所以，怎样使这些不良的产物消失并得到纯的铁氧体已经是科学工作者的研究重点。（3）形貌对吸波性能的影响：铁氧体的形态通常可以分成针形，柱形，片形，球形.......这与制样品时所运用的方式和一些客观条件相关[34]。材料所具有的电磁特性受它的微观构型影响很大。要想得到更好的电磁性能就要优化铁氧体的制造手段同时还应该改善客观条件以获取拥有多种形态的铁氧体[35]。（4）晶体结构对吸?
聚吡咯复合尖晶石型铁氧体的制备及性能研究152.3结果与讨论2.3.1Cu/RFe2O4(R-Ni/Co/Zn)结果与讨论本部分实验是通过水热处理葡萄糖、CTAB、Fe3+、R2+的混合溶液，经过洗涤烘干随后再进行煅烧处理，成功制备一系列均匀的Cu/RFe2O4(R-Ni/Co/Zn)。对其进行XRD,IR,SEM,VAN,VSM表征，其目的是研究不同金属离子对铁氧体磁性、吸波及其他性能的影响。2.3.1.1Cu/RFe2O4(R-Ni/Co/Zn)的XRD表征图2.3Cu/RFe2O4(R-Ni/Co/Zn)的X射线衍射图Fig.2.3X-raydiffractionpatternofCu/RFe2O4(R-Ni/Co/Zn)图2.3是Cu/RFe2O4(R-Ni/Co/Zn)的XRD衍射图，与标准谱图PDF#86-2267的对比，通过图2.3可以清晰地看出Cu/RFe2O4都在2θ=43.3°（111），50.4（200），74.1°（220），89.9°（311），95.1（222），116.9°（400），136.5（331），144.7（420）处出现了显而易见的特征峰，而且，没有出现其他的杂峰。空间群均为Fd-3m，α、β、γ的数值均为90°，由此可以得出，本实验所制备的6个铁氧体都是立方晶系，不同的金属离子并没有给铁氧体的空间构型带来改变，它们均为尖晶石型铁氧体。铜纳米粒子衍射峰经过与标准对比卡PDF#85-1326进行比照，可以得到其存在2θ=43.31°（111），50.44°（200），74.12°（220），89.93°（311）四个衍射峰，空间群为Fd-3m，由此可以得出，该组样品中具有铜纳米粒子的存在。根据以上信息可以得出本次实验成功制备出了Cu/RFe2O4(R-Ni/Co/Zn)铁氧体。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Lightweight and High-Performance Microwave Absorber Based on 2D WS2-RGO Heterostructures[J]. Deqing Zhang,Tingting Liu,Junye Cheng,Qi Cao,Guangping Zheng,Shuang Liang,Hao Wang,Mao-Sheng Cao. Nano-Micro Letters. 2019(03)
[2]浅析未来航空隐身材料的发展趋势[J]. 苏一鸣. 中国战略新兴产业. 2017(48)
[3]铁氧体吸波材料吸波性能影响因素研究进展[J]. 高海涛,王建江,赵志宁,蔡旭东,侯永伸. 磁性材料及器件. 2014(01)
[4]表面改性空心微珠吸波材料的研究进展[J]. 李志广,王建江,米伟娟,黄红军. 材料导报. 2013(09)
[5]尖晶石型铁氧体纤维的制备及磁性能[J]. 向军,沈湘黔,朱永伟. 无机材料学报. 2008(05)
[6]纳米钡铁氧体的制备与磁性研究[J]. 葛洪良,陈强,王新庆,金红晓,李良,褚宁杰. 稀有金属材料与工程. 2008(S2)
[7]M型钡铁氧体的制备及其吸波性能表征[J]. 王岩. 哈尔滨商业大学学报(自然科学版). 2007(04)
[8]M型钡铁氧体纳米粉体的溶胶?凝胶制备与结晶特性[J]. 孙昌,孙康宁. 中国有色金属学报. 2007(07)
[9]吸波材料的吸波原理及其研究进展[J]. 赵灵智,胡社军,李伟善,何琴玉,陈俊芳,汝强. 现代防御技术. 2007(01)
[10]几种尖晶石铁氧体的制备及磁性研究[J]. 张变芳,闫宗林,唐贵德,周炬,顾业强. 机械工程材料. 2005(08)
博士论文
[1]碳/金属（银、铜）复合材料的制备及防污性能[D]. 李莎.天津大学 2014
[2]钴基金属包覆锶铁氧体复合粉末的制备和吸波性能研究[D]. 潘喜峰.上海交通大学 2008
硕士论文
[1]尖晶石镁铁氧体、锰铁氧体及其复合材料的结构性能调控[D]. 房刊.河北工程大学 2018
[2]尖晶石型锌铁氧体的生长调制及其机理的原位研究[D]. 朱洁.扬州大学 2017
[3]尖晶石铁氧体：第一性原理研究[D]. 肖天亮.华东师范大学 2013
[4]聚吡咯包覆Fe3O4/多壁碳纳米管复合材料的结构和吸波性能[D]. 李尚文.哈尔滨工业大学 2009
[5]胶体碳球模板法合成铁氧体纳米中空球及相关性质研究[D]. 李四横.东北师范大学 2009
本文编号：3385467
【文章来源】：沈阳师范大学辽宁省
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
尖晶石结构图
聚吡咯复合尖晶石型铁氧体的制备及性能研究6发生水解、缩合等化学变化，于溶液里得到较为稳定且透明的溶胶体系，溶胶在老化的胶粒之间进行长时间的聚合，形成的凝胶的结构呈现具有三维空间网格型，凝胶网络之间有许多溶剂它们都丧失了流动性[31]。凝胶进行干燥、灼烧固化后可以制得分子乃至纳米级亚结构材料。溶胶凝胶法的制备原理如下：图1.2溶胶-凝胶法的制备原理图Fig.1.2Preparationprincipleofsol-gelmethod1.3铁氧体吸波性能影响因素（1）粒径对吸波性能的影响：铁氧体具有的吸波性能与其粒径关系很大。纳米级铁氧体相较于微米级铁氧体材料，具有较强的吸波性能和较宽的频带。在某一固定区间内，随着粒子尺寸的增大，铁氧体材料所具有的吸波能力减弱。当以往的铁氧体吸波性能与吸波频率受到限制时，想要提高吸波性能，就要利用铁氧体材料粒径的变化并制造出超细的铁氧体粉末来改进它的电磁学性质，这种方式已经成为一个新的研究方向[32]。（2）相组成对吸波性能的影响：铁氧体材料的相组成对其吸波性能产生很大的影响。铁氧体相组成受很多因素影响，其中就包括：组成，制备工艺和热处理条件。在进行铁氧体材料的制备时，难免会有异相的出现，出现过渡相和中间产物等情况也时有发生，这将要使铁氧体的吸波性能被破坏[33]。所以，怎样使这些不良的产物消失并得到纯的铁氧体已经是科学工作者的研究重点。（3）形貌对吸波性能的影响：铁氧体的形态通常可以分成针形，柱形，片形，球形.......这与制样品时所运用的方式和一些客观条件相关[34]。材料所具有的电磁特性受它的微观构型影响很大。要想得到更好的电磁性能就要优化铁氧体的制造手段同时还应该改善客观条件以获取拥有多种形态的铁氧体[35]。（4）晶体结构对吸?
聚吡咯复合尖晶石型铁氧体的制备及性能研究152.3结果与讨论2.3.1Cu/RFe2O4(R-Ni/Co/Zn)结果与讨论本部分实验是通过水热处理葡萄糖、CTAB、Fe3+、R2+的混合溶液，经过洗涤烘干随后再进行煅烧处理，成功制备一系列均匀的Cu/RFe2O4(R-Ni/Co/Zn)。对其进行XRD,IR,SEM,VAN,VSM表征，其目的是研究不同金属离子对铁氧体磁性、吸波及其他性能的影响。2.3.1.1Cu/RFe2O4(R-Ni/Co/Zn)的XRD表征图2.3Cu/RFe2O4(R-Ni/Co/Zn)的X射线衍射图Fig.2.3X-raydiffractionpatternofCu/RFe2O4(R-Ni/Co/Zn)图2.3是Cu/RFe2O4(R-Ni/Co/Zn)的XRD衍射图，与标准谱图PDF#86-2267的对比，通过图2.3可以清晰地看出Cu/RFe2O4都在2θ=43.3°（111），50.4（200），74.1°（220），89.9°（311），95.1（222），116.9°（400），136.5（331），144.7（420）处出现了显而易见的特征峰，而且，没有出现其他的杂峰。空间群均为Fd-3m，α、β、γ的数值均为90°，由此可以得出，本实验所制备的6个铁氧体都是立方晶系，不同的金属离子并没有给铁氧体的空间构型带来改变，它们均为尖晶石型铁氧体。铜纳米粒子衍射峰经过与标准对比卡PDF#85-1326进行比照，可以得到其存在2θ=43.31°（111），50.44°（200），74.12°（220），89.93°（311）四个衍射峰，空间群为Fd-3m，由此可以得出，该组样品中具有铜纳米粒子的存在。根据以上信息可以得出本次实验成功制备出了Cu/RFe2O4(R-Ni/Co/Zn)铁氧体。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Lightweight and High-Performance Microwave Absorber Based on 2D WS2-RGO Heterostructures[J]. Deqing Zhang,Tingting Liu,Junye Cheng,Qi Cao,Guangping Zheng,Shuang Liang,Hao Wang,Mao-Sheng Cao. Nano-Micro Letters. 2019(03)
[2]浅析未来航空隐身材料的发展趋势[J]. 苏一鸣. 中国战略新兴产业. 2017(48)
[3]铁氧体吸波材料吸波性能影响因素研究进展[J]. 高海涛,王建江,赵志宁,蔡旭东,侯永伸. 磁性材料及器件. 2014(01)
[4]表面改性空心微珠吸波材料的研究进展[J]. 李志广,王建江,米伟娟,黄红军. 材料导报. 2013(09)
[5]尖晶石型铁氧体纤维的制备及磁性能[J]. 向军,沈湘黔,朱永伟. 无机材料学报. 2008(05)
[6]纳米钡铁氧体的制备与磁性研究[J]. 葛洪良,陈强,王新庆,金红晓,李良,褚宁杰. 稀有金属材料与工程. 2008(S2)
[7]M型钡铁氧体的制备及其吸波性能表征[J]. 王岩. 哈尔滨商业大学学报(自然科学版). 2007(04)
[8]M型钡铁氧体纳米粉体的溶胶?凝胶制备与结晶特性[J]. 孙昌,孙康宁. 中国有色金属学报. 2007(07)
[9]吸波材料的吸波原理及其研究进展[J]. 赵灵智,胡社军,李伟善,何琴玉,陈俊芳,汝强. 现代防御技术. 2007(01)
[10]几种尖晶石铁氧体的制备及磁性研究[J]. 张变芳,闫宗林,唐贵德,周炬,顾业强. 机械工程材料. 2005(08)
博士论文
[1]碳/金属（银、铜）复合材料的制备及防污性能[D]. 李莎.天津大学 2014
[2]钴基金属包覆锶铁氧体复合粉末的制备和吸波性能研究[D]. 潘喜峰.上海交通大学 2008
硕士论文
[1]尖晶石镁铁氧体、锰铁氧体及其复合材料的结构性能调控[D]. 房刊.河北工程大学 2018
[2]尖晶石型锌铁氧体的生长调制及其机理的原位研究[D]. 朱洁.扬州大学 2017
[3]尖晶石铁氧体：第一性原理研究[D]. 肖天亮.华东师范大学 2013
[4]聚吡咯包覆Fe3O4/多壁碳纳米管复合材料的结构和吸波性能[D]. 李尚文.哈尔滨工业大学 2009
[5]胶体碳球模板法合成铁氧体纳米中空球及相关性质研究[D]. 李四横.东北师范大学 2009
本文编号：3385467
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