水热法合成无稀土永磁材料的研究(2)
1.2.2软磁材料2
1.3永磁材料的主要参数.3
1.3.1剩余磁感应强度Br.3
1.3.2矫顽力Hc.3
1.3.3最大磁能积(BH)max.3
1.3.4稳定性4
1.4合成钴.4
1.5ConC合成体系.6
1.6本文的研究意义和研究内容14
1.6.1本文的研究意义.14
1.6.2本文的研究内容.15
2实验部分15
2.1实验过程15
2.1.1实验原料.15
2.1.2钴粉的制备.16
2.1.3钴和碳纳米管的热处理.17
2.1.4ConC合成实验18
2.2实验及设备介绍19
3实验结果分析23
3.1Co纳米颗粒的合成与研究23
3.1.1保温温度对钴结构的影响.23
3.1.2柠檬酸钠对钴结构的影响.23
3.1.3氢氧化钠对钴合成的影响研究.25
3.1.4小结.27
3.2ConC纳米颗粒的合成与磁性能研究27
3.2.1ConC的合成研究27
3.2.2热处理合成的ConC的磁性能研究29
3.2.3小结.31
3.3水热法直接合成ConC体系及磁性能研究31
3.3.1保温温度对ConC合成的影响研究31
3.3.2柠檬酸钠对ConC合成的影响研究32
3.3.3ConC合成的磁性能研究33
3.3.4小结.34
4结论36
致谢37
参考文献38
1 绪论
1.1 引言 中国是最早发现并且应用磁现象的国家,古人发现两块天然磁石之间存在着相互吸引的现象,并将其称为“慈石” ， 《吕氏春秋•精通》中有“慈石召铁,或引之也。” ， 《鬼谷子》中亦有“若慈石之取针”的记载。智慧的先人们很快发现这“慈石”可以跟地球上存在的最普遍的地磁场发生作用,从而便出现了中国古代的司南(这便是指南针的雏形)。东汉王充《论衡》写道：“司南之杓,投之於地,其柢指南” 。公元 1180 年，指南针(或者说罗盘)通过阿拉伯商人传入欧洲，推动了十二世纪大航海时代的产生,加速了世界各国文化的传播和贸易的来往。磁性材料在人类文明史上做出了巨大的贡献。 磁性材料作为一种应用非常普遍的功能性材料， 已经成为支撑和促进社会进步的关键材料之一，特别在信息储存、电机、医疗、磁分离等领域中成为不可或缺的组成部分，成为国民经济、国防工业的重要支柱。 研究者认为人均磁性材料是用来衡量一个国家现代化水平的标准。
1.2 磁性材料 磁性材料主要是指由过渡元素铁、钴、镍及其合金等组成的能够直接或间接产生磁性的物质。磁性材料包括硬磁材料、软磁材料、半硬磁材料、磁致伸缩材料、磁性薄膜、磁性液体以及磁制冷材料等。使用最普遍的是硬磁和软磁材料。与软磁材料相比，硬磁材料具有各向异性场（HA）高，矫顽力（Hc）高的特点，同时硬磁材料磁滞回线面积大，想要磁化到技术饱和需要很大的磁化场。硬磁材料的矫顽力一般≥50Oe，而软磁材料的矫顽力一般＜1 Oe，最低可达0.001 Oe左右。[1,2] 1.2.1 硬磁材料 经外磁场磁化后，能够一直保持原磁化方向的磁性，并不随外界磁场快速变化，一般地，我们称矫顽力大于 1KA/m的磁性材料为永磁材料。剩余磁感应强度 Br高，抗退磁能力强，磁能积(BH)大是这类材料的主要特征。同软磁材料相对，也被称为硬磁材料。 永磁材料的特性: 1.高的最大磁能, 最大磁能积[(BH)m]是用来衡量永磁材料单位体积存储能力和可利用的最大磁能量密度； 2.高的矫顽(磁)力, 矫顽力（Hc）是永磁材料抵抗干扰（磁的或非磁的）而保持其永磁性的量度； 3.高的剩余磁通密度(符号为Br)和高的剩余磁化强度(符号为Mr), 它们是具有空气隙的永磁材料的气隙中磁场强度的量度； 4.高的稳定性,即能够应对干扰磁场、温度和振动等外部环境因素变化的不变性。 合金、铁氧体和金属间化合物是永磁体主要的三大种类。1.合金类又分为铸造、烧结和可加工合金三种。铸造合金有：AlNi(Co)、FeCr(Co)、FeCrMo、FeAlC、FeCo(V)(W)；烧结合金有：稀土钴、稀土铁以及 AlNi(Co)、FeCrCo 等；可加工合金有：FeCrCo、PtCo、MnAlC、CuNiFe 和 AlMnAg等，其中烧结合金和可加工合金中 BHc较低者亦称半永磁材料。2.铁氧体类：主要成分为 MO•6Fe203，M 代表钡、锶、铅或 SrCa、LaCa 等复合组分。3.金属间 化合物类：MnBi 是主要的材料。使用时，永磁材料可以被制作成各种不同的结构和形态。各向同性和各向异性也是部分永磁材料区别的依据。 1