纳米磁性材料研究进展
1引言纳米磁性材料的研究背景
磁性材料一直是国民经济、国防工业的重要支柱和基础,广泛应用于电信、自动控制、通讯、家用电器等领域。而现代社会信息化发展的总趋势是向小、轻、薄以及多功能方向发展,因而要求磁性材料向高性能、新功能方向发展。以往用于磁性器件的NiFe合金、铁氧体等,不管是饱和磁通密度Bs,还是磁导率u的频率特性,远不能满足日益发展的新型电子设备的要求。因此研究应用新型具有高饱和磁通密度Bs和低矫顽力的Hc的磁性材料也就有了很大的市场。20世纪7O年代人们利用共沉淀法制备出了磁性液体材料,1988年巨磁阻效应的发现,引起了世界各国的关注,掀起了纳米磁性材料的开发和应用研究热潮。纳米磁性材料的特性不同于常规的磁性材料是因为与磁相关的特征物理长度恰好处于纳米量级,当传统材料的尺寸被细化到纳米量级的时候,磁性材料就具有许多独特的性能,如量子尺寸效应、超顺磁性、宏观量子隧道效应、磁有序颗粒的小尺寸效应特异的表观磁性等。因此纳米磁性材料的研究是提高材料磁学性能的重要方向之一。
纳米磁性材料的基本概念:
纳米磁性材料是指材料尺寸限度在纳米级,通常在1~100
m的准零维超细微粉,一维超薄膜或二维超细纤维(丝)或由它们组成的固态或液态磁性材料。纳米磁性材料的特性不同于常规的磁性材料是因为与磁相关的特征物理长度恰好处于纳米量级。,当传统材料的尺寸被细化到纳米量级的时候,磁性材料就具有许多独特的性能,如量子尺寸效应、超顺磁性、宏观量子隧道效应、磁有序颗粒的小尺寸效应、特异的表观磁性等。
纳米磁性材料大致可以分为三类:一是纳米颗粒;二是纳米微晶如纳米微晶
永磁材料、软磁材料;三是纳米结构材料如薄膜、颗粒膜、多层膜、隧道结、钙钛矿型化合物。
2纳米磁性材料的制备和研究现状
纳米材料自诞生20余年来,无论是在其制备的工艺和其应用发展上均取得了巨大的成就。纳米磁性材料的制备主要分为磁流体的制备、纳米磁性微粒的制备、纳米磁性微晶的制备以及纳米磁性复合材料的制备。21磁流体的制备方法:磁性流体,简称磁流体,指的是吸附有表面活性剂的磁性固体颗粒均匀分散到基液中而形成的一种稳定胶体体系。磁性液体既具有液体的流动性又具有固体磁性材料的磁性,由于具有交叉特性,所以这种磁性液体材料应满足的性能要求是:高的饱和磁化强度,在使用温度下有长期的稳定性,在重力和电磁力的作用下不沉淀,有好的流动性。r