Sm-Co基纳米复合磁性颗粒的制备及性能研究

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1、分类号：TM272密级：UDC：620.3编号：201321802022河北工业大学硕士学位论文Sm-Co基纳米复合磁性颗粒的制备及性能研究论文作者：李丹学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：材料学指导教师：步绍静职称：副教授资助基金项目：1.核壳结构纳米复合磁性颗粒的制备与特性研究.河北省自然科学青年基金项目,编号:E2013202030,2013.01-2015.122.多元Sm-Co基非晶/纳米晶复合微结构硬磁合金体系的建立及磁性机理研究，国家自然科学基金面上项目，编号：51271072，2013.01-2016.123.自组装核壳耦合型纳米复合磁性材料

2、的微结构建立与磁性控制，国家自然科学青年基金项目，编号：51301056，2014.01-2016.124.高能球磨Sm-Co磁粉加热时的微过程及其与磁性的关联机制研究，河北省自然科学基金项目，项目编号：E2015202008，2015.01-2017.12DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMaterialogySTUDYONTHEPREPARATIONANDMAGNETICPROPERTIESOFSm-CoBASEDCOMPOSITENANOPARTICL

3、ESbyLiDanSupervisor:Assoc.Prof.BuShaojingMay2016ThisworkwassupportedbyHebeiNaturalSciencefoundationofChina(No.E20132023),GeneralProgramfromtheNationalNaturalScienceFoundationofChina(No.51271072),aGrantfromNationalScienceFundforYoung(No.51301056),and.HebeiNaturalSciencefoundationofChi

4、na(No.E2015202008)摘要稀土永磁材料的发展历经了SmCo5、Sm2Co17、Nd2Fe14B三代。为了获得性能更加优异的磁性材料，利用交换耦合的概念制备双相纳米复合材料逐渐成为永磁材料领域的研究热点。本论文采用水浴辅助化学镀法、溶胶-凝胶法、溶剂热法等液相化学法，将高能球磨的硬磁性Sm-Co纳米颗粒与Co、Fe-Co等软磁材料复合，制得了Sm-Co基硬/软复合磁性颗粒。利用FTIR、XRD、TEM及VSM等分析测试手段表征了纳米颗粒的微观结构和磁性能，探讨了颗粒微观结构的形成机理及其对磁性能的影响机制，为制备性能良好的硬软复合型磁性材料提供了实验

5、和理论参考，试验发现：（1）利用水浴辅助化学镀法制备了纯Co颗粒及Sm-Co/Co复合颗粒，对比研究了去离子水、乙醇以及乙二醇体系中Co2+还原为Co的化学过程。利用红外光谱（FTIR）分别研究了乙醇和乙二醇体系中Co颗粒的形成机理。在乙二醇体系中引入球磨Sm-Co颗粒制备了Sm-Co/Co复合颗粒，发现延长加热时间至4h所得复合颗粒中的硬软相之间可以产生较强的交换耦合作用，复合颗粒的Hci=1623.72Oe，Mr/Ms=0.371。（2）在前驱体溶液中同时引入Fe3+和Co2+离子，利用水浴辅助液相还原法制备Fe-Co合金颗粒，通过改变Fe3+:Co2+摩尔

6、比制得不同成分及相结构的Fe-Co合金。当3+:Co2+摩尔比为7:3时所得颗粒为纯度较高的Fe前驱体溶液中Fe7Co3相，其软磁性能较优。在此基础上，引入球磨Sm-Co硬磁颗粒，通过水浴辅助化学镀法制得Sm(Co,Hf)7CNTs0.05/Fe-Co复合颗粒，复合颗粒主要磁性能参数为Hci=1074.4Oe，Mr/Ms=0.203。（3）利用溶胶-凝胶法，以Co(acac)2为Co源制备了fcc-和hcp-两种晶体结构共存的纯Co颗粒以及Sm-Co/Co复合纳米颗粒。Sm-Co/Co复合颗粒的Hci=899.7Oe，Mr/Ms=0.236。（4）利用溶剂热法在

7、乙二醇体系中制备了fcc-和hcp-两种结构共存的纯Co颗粒，得出当前驱体溶液中=0.01mol/L，添加形核剂AgNO+:Co2+=1:100，加热3的用量为Ag温度为160℃时，可以获得粒径在100nm以下的软磁性纯Co颗粒。在此体系中引入Sm-Co颗粒后可制得Sm-Co/Co复合颗粒，其中粒径为20nm左右的Co颗粒包覆在Sm-Co硬磁颗粒表面，其磁性能主要参数为Hci=618.6Oe，Mr/Ms=0.221。关键字：磁性材料；双相复合；液相化学法；微观结构；磁性能IABSTRACTThedevelopmentofrareearthmetalpermane

8、ntmagneticma