磁性材料的制备与应用.ppt

纳米磁性材料的制备与应用 演讲人：李萧 纳米磁性材料的简介 1 纳米磁性材料的制备 2 应用及发展前景 3 什么是纳米磁性材料？ 磁性材料，是古老而用途十分广泛的功能材料，而物质的磁性早在3000年以前就被人们所认识和应用，例如中国古代用天然磁铁作为指南针。现代磁性材料已经广泛的用在我们的生活之中，例如将永磁材料用作马达，应用于变压器中的铁心材料，作为存储器使用的磁光盘，计算机用磁记录软盘等。可以说，磁性材料与信息化、自动化、机电一体化、国防、国民经济的方方面面紧密相关。而通常认为，磁性材料是指由过度元素铁、钴、镍及其合金等能够直接或间接产生磁性的物质。 纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围（1~100nm）或由它们为基本单元构成的材料。包括纳米粉体，纳米纤维，纳米薄膜，纳米块体，纳米复合材料和纳米结构等。 分类 纳米磁性材料可以分为三大类： 纳米颗粒 纳米微晶 纳米结构材料 制备 纳米磁性材料的制备一般分为两类： 1.由上到下，即由大到小，将块材破碎成纳米粒子，或将大面积刻蚀成纳米图形 2.由下到上，即由小到大，从原子，分子开始生长。分子按需要生长成纳米颗粒，纳米丝，纳米膜，或纳米粒子复合物等 由上到下 1机械破碎法 此法机理主要是产生大量缺陷，错位，发展成交错的位错墙，将大晶粒切割成纳米晶。用高能球磨，超声波或气流粉碎等机械方法，可以将微粉制备成纳米粒子，对难熔金属或不能进行化学反应的材料，机械法较实用。优点，提高金属表面抗磨损抗腐蚀能力。缺点，粒度分级难，表面污染重。 2刻蚀法 将大面积的薄膜用化学，电子束，离子束刻蚀，甚至在扫描隧道显微镜等设备下用原子搬运的方法制备纳米点，纳米线或其他纳米图形。 由下到上 分两种情况： 若制备过程中不发生化学反应，为物理法（包括雾化法，溅射法，蒸发法，非晶晶化法等）。 若发生化学反应，即称化学法（金属有机化学气相沉积法，溶胶-凝胶法，水热法，共沉淀法）。 物理法 雾化法指真空中金属熔体流束在四周环形超声气流等的冲击下分散成雾化的，微小的液滴，再冷却凝固成纳米粒子。 溅射法是在充氩的真空室中，以所需金属靶材为阴极，薄膜底板为阳极，两极间放电形成的氩离子在电场作用下冲击阴极靶材，将其溅射到底板上形成薄膜。 蒸发法是指在低压的惰性气体中加热金属，形成金属蒸汽，再将蒸汽凝固在冷冻的底板上形成纳米粒子。或在其他单晶多晶底板上形成纳米薄膜。 化学法 溶胶-凝胶法：基本原理是将金属醇盐或无机盐在一定溶剂或条件下控制水解，不产生沉淀而产生溶胶，然后将溶质缩聚凝胶化，再将凝胶干燥焙烧，去除有机成分，得到纳米粉末材料。 共沉淀法：通过化学反应将溶液中的金属离子共同沉淀下来，先将金属盐类按比例配好，在溶液中均匀混合，用强碱作沉淀剂，将多种金属离子共同沉淀下来。 金属有机化学气相淀积法：将金属有机物气化后混合引入真空反应室，在热的作用下诱发气相反应，有机物分解，形成金属纳米粒子或薄膜。 应用 由于纳米磁性材料具有多种特别的纳米磁特性，可制成：纳米磁膜，纳米磁线，纳米磁粉，磁性液体等多种形态的磁性材料。 应用 生物医学领域： 用于磁共振成像及疾病诊断。 将磁性微粒作为载体制成微球药物制剂注入肿瘤供养动脉后，利用外磁场的诱导，载有抗癌药物的磁微球将被吸附且滞留于中流肿瘤区域，持续缓慢释放药物，使肿瘤及其周围存在高浓度化疗药物，其它脏器药物浓度降低，从而最大限度降低药物毒副作用。选择性地杀伤或抑制肿瘤细胞。 纳米吸波材料领域：随着科技发展，磁性纳米吸波材料的研究受到人们的关注。其中，纳米铁氧体具有复介质吸收特性，广泛应用于微博吸收材料。基本原理当微波信号通过铁氧体材料时，将电磁波能量转化为其他形式能量（主要是是热能）而被消耗掉。另外，纳米磁性材料放入涂料中既有优良的吸波特性又有良好的吸收和耗散红外线的性能，因此，还用于防晒工具，吸收红外的保暖布料，还可防电子干扰，防辐射。 谢谢观赏！