不同晶粒尺寸的La047Gd02Sr033MnO3纳米颗粒磁性能
不同晶粒度的La0.67Sr0.33MnO3的吸波性能研究
酸 可作为金 属离子 络 合 剂 ， 以防 止金 属 离 子 之 间发 生缔 合 ， 而达到使 其 均匀分 散 的 目的． 从 待溶液 变成 胶体 后放入 烘箱 中 ， １ ０℃干燥 ， 于 ｌ 待其 干硬后将 其
取 出研磨成 粉 ， 此再 重复一 至两 次后 ， 如 放人 ３ ０℃ ０ 电 阻炉 中燃烧 ， 除 其 中 的有 机 物 ， 到 灰色 粉 末． 去 得 将灰 色粉末取 出再 次 研磨 ， 放人 电阻 炉 中 ３ ０℃ 预 ５
Ｏ 引 言
在 国防和军 事装 备 的 电磁 “ 隐身 ” 术 中 ， 波 技 微
吸 收材料 扮 演着 十 分 重 要 的 角 色 ； 同时 ， 电 磁 兼 在
质之间的关联・ １ 实验 部 分
１ １ 样 品的制 备 ．
容 、 干扰 和 电磁 污染控 制等 民用领 域 ， 抗 微波 吸收与
能 的影 响 ， 系统分 析材料 的结构 、 性 和微波 吸收性 磁
来 测量 ． 品与石蜡 混 合 物 的 电磁 波 吸 收性 质 用 矢 样
收 稿 日期 ：０ １ ６ ９ ２ １ —０ —２
基 金 项 目 ： 南省 教 育 厅科 研 资助 项 目（ Ｉ ０ ２ ） 湖 １Ｃ ３ ４． 作 者 简 介 ： 玉兰 （９ １ ）女 ， 士 生 ， 师 ， 究 方 向 ； 电 功 能 材料 程 １８一 ， 博 讲 研 磁
Ｌ Ｓ ｏ 。 Ｍｎ 材 料 ， ａ ｒ Ｏ。 研究 晶粒 大小对 材 料 吸波性
．
样 品 的结 构采用 Ｘ射 线衍 射 仪 （ ｈｌ ｓＸＰ ｒ Ｐ ｉｐ ｅｔ ｉ Ｐ Ｏ） 表 征 ． 品 的 磁 性 质 用 超 导 量 子 干 涉 仪 Ｒ 来 样
Ｓ ＵＩ ＭＰ Ｑ Ｄ（ ＭＳ系统 ， ≤ Ｔ≤ ４ ０Ｋ， ≤ Ｈ≤ ５Ｔ） ２ ０ ０
纳米材料在磁性存储器件中的应用研究
纳米材料在磁性存储器件中的应用研究引言磁性存储器件是现代电子产品中不可或缺的重要组成部分。
在信息时代的背景下，人们对存储器件的速度和容量要求越来越高，推动了纳米材料在磁性存储器件中的应用研究。
本文将探讨纳米材料在磁性存储器件中的应用以及其所带来的挑战和前景。
纳米材料的特性纳米材料具有独特的尺度效应和量子效应，拥有高比表面积、丰富的活性位点和特殊的电子输运特性。
这些特性使纳米材料成为磁性存储器件研究领域的热点。
以铁磁性材料为例，纳米颗粒在尺寸减小到纳米级别后，其磁矩会发生重要的改变，从而改变了材料的磁性能。
此外，纳米材料制备相对简单，可以通过溶胶-凝胶方法、溶剂热法、等离子体法和化学气相沉积等制备出具有优异性能的磁性纳米粒子。
纳米材料在磁性存储器件中的应用1. 纳米颗粒存储介质纳米颗粒存储介质是利用纳米颗粒的尺寸效应来存储信息的一种新型存储技术。
与传统的硬盘存储相比，纳米颗粒存储具有更高的稳定性、更大的存储密度和更快的读写速度。
近年来，研究人员通过调控纳米颗粒的尺寸、形状和相互作用，实现了对纳米颗粒存储介质的优化。
这种基于纳米颗粒的存储介质有望支持更高容量和更可靠的磁性存储器件。
2. 纳米颗粒增强磁性传输纳米颗粒在磁性存储器件中还可以用于增强磁性传输效率。
传统的磁性传输过程中，由于自旋弛豫等因素，磁性信号的传递效率较低。
通过将纳米颗粒引入传输通道中，可以利用纳米颗粒之间的交换耦合效应，提高磁性信号的传输效率。
研究人员已经取得了一系列有关纳米颗粒增强磁性传输的研究成果，为磁性存储器件的进一步发展提供了新思路。
纳米材料在磁性存储器件中的挑战尽管纳米材料在磁性存储器件中具有诸多优势，但也面临着一些挑战。
首先，纳米颗粒的制备工艺较为复杂，需要精确控制材料的尺寸、形状和相互作用，这对技术人员的研究能力提出了更高的要求。
其次，纳米颗粒的热稳定性仍然是一个难题，需要进一步加强材料的热稳定性以提高存储器件的可靠性和寿命。
磁性纳米颗粒在磁性材料中的应用研究
磁性纳米颗粒在磁性材料中的应用研究近年来，磁性纳米颗粒作为一种重要的功能性材料，在各个领域得到广泛的研究和应用。
磁性纳米颗粒由于其特殊的磁性性能，被广泛应用于磁存储材料、磁传感器、生物医学以及磁性流体等领域。
本文将从不同角度探讨磁性纳米颗粒在磁性材料中的应用研究。
首先，磁性纳米颗粒在磁存储材料中的应用备受关注。
磁存储材料是一种能够实现信息的永久性存储的材料。
而磁性纳米颗粒在磁存储材料中的应用主要体现在其高磁滞回线和低剩磁导致的高纳米颗粒的嵌入性能，使得磁存储材料能够达到更高的储存密度和更低的能耗。
磁性纳米颗粒的尺寸和形状对磁存储性能具有重要影响，如管状纳米颗粒和磁矩偏转势能等因素都会影响纳米颗粒的磁性。
因此，通过控制磁性纳米颗粒的制备方法和操纵磁力学性质，可以进一步优化磁存储材料的性能。
其次，磁性纳米颗粒在磁传感器中的应用也具有广阔的发展前景。
磁传感器是一种能够检测和测量磁场的装置，广泛应用于导航、车辆控制和磁共振成像等领域。
磁性纳米颗粒能够通过调控其表面处理方式和组成，实现对特定磁场的高灵敏度响应。
同时，通过控制磁性纳米颗粒的形状和尺寸，进一步提高磁传感器的灵敏度和响应速度。
与传统的磁传感器相比，利用磁性纳米颗粒制备的磁传感器不仅具有更高的灵敏度，还可以实现更小尺寸的设计和更低的功耗，为实际应用提供了更多可能性。
此外，磁性纳米颗粒在生物医学领域的应用也引起了广泛关注。
磁性纳米颗粒作为一种具有磁性和生物相容性的材料，可以用于生物成像、靶向药物输送和磁性疗法等方面。
通过控制磁性纳米颗粒的表面功能化，可以实现针对特定生物分子或细胞的识别和靶向治疗。
同时，利用磁性纳米颗粒的的磁热效应，可以实现局部的热治疗，对肿瘤等疾病进行有效的治疗。
这些在生物医学领域的应用，将为疾病的诊断和治疗提供新的思路和方法。
最后，磁性纳米颗粒还被广泛应用于磁性流体的制备。
磁性流体由颗粒大小在纳米级以上的磁性固体颗粒悬浮于溶剂中而形成的一种特殊流体。
纳米晶磁材
纳米晶磁材纳米晶磁材是一种具有优异磁性能的材料，其在磁学和材料科学领域引起了广泛的关注和研究。
纳米晶磁材具有较高的饱和磁感应强度和低的矫顽力，使其在磁记录、传感器、电机等领域具有广泛的应用前景。
纳米晶磁材的制备方法多种多样，常见的方法包括溶胶凝胶法、物理气相沉积法、溅射法等。
这些方法可以控制纳米晶磁材的晶粒尺寸和形貌，从而调控其磁性能。
例如，通过控制溶胶凝胶法中前驱体的浓度、温度和反应时间，可以制备出不同尺寸的纳米晶磁材。
纳米晶磁材具有优异的磁性能。
首先，纳米晶磁材具有较高的饱和磁感应强度（Bs）。
饱和磁感应强度是磁材吸收外加磁场后，磁化强度达到最大值的能力。
纳米晶磁材由于其晶粒尺寸较小，晶界处的磁畴壁增多，从而提高了磁化强度。
其次，纳米晶磁材具有较低的矫顽力（Hc）。
矫顽力是磁材在外加磁场下抵抗磁化反转的能力，矫顽力越小，磁化反转越容易。
纳米晶磁材由于晶粒尺寸小，磁畴壁易于移动，从而降低了矫顽力。
因此，纳米晶磁材具有较高的饱和磁感应强度和较低的矫顽力，使其在磁记录领域具有重要的应用价值。
纳米晶磁材在磁记录领域具有广泛的应用。
磁记录是利用磁性材料的磁化特性进行信息存储和读取的技术。
纳米晶磁材由于其较高的饱和磁感应强度和较低的矫顽力，可以实现高密度的数据存储。
在硬盘驱动器中，纳米晶磁材被用作读写头和磁盘材料，可以实现更高的存储容量和更快的数据传输速度。
此外，纳米晶磁材还可以用于制备磁随机存取存储器（MRAM），其具有非易失性和快速读写速度的特点，被认为是下一代高性能存储器的候选材料。
纳米晶磁材还在传感器领域具有潜在的应用价值。
传感器是将被测量的物理量转化为电信号输出的装置。
纳米晶磁材具有敏感的磁性能，可以应用于磁传感器、磁敏传感器等领域。
例如，在磁共振成像（MRI）中，纳米晶磁材可以用作对比剂，通过调节其磁性能来增强图像对比度，从而实现更精确的诊断。
纳米晶磁材还具有在电机领域应用的潜力。
电机是将电能转化为机械能的装置，纳米晶磁材具有较高的饱和磁感应强度和较低的矫顽力，可以提高电机的转矩密度和效率。
纳米晶软磁材料的磁性能
15 ２００７／１ 总第１９７期 国内统一刊号 CN31-1424／TB
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引起晶体自由能的改变，即引起畴壁体积能或畴壁面 积能的改变。这些能量的改变就是畴壁位移必须克服 的晶体内部的阻滞。
影响畴壁位移的因素： 内应力不均匀对畴壁位移的阻滞作用表现在：(1)对 畴壁能密度的影响。(2)体积效应对90°畴壁位移的影 响。(3)使畴壁弯曲。(4)产生内退磁场等。
3.3 磁导率与纳米晶粒间磁畴作用的关系 纳米合金受磁化的过程，就是外加磁场对磁畴的
作用过程，也就是外加磁场把各个磁畴的磁矩方向转 到外磁场方向（或近似外磁场方向）的过程。它是通 过二种形式进行的，一是磁畴壁的迁移，一是磁畴的 旋转。在磁化过程中有时只是一种形式起作用，有时 是二种形式同时起作用。磁畴的形状、大小、分布及 各畴的磁化方向决定于材料的内禀性能，如：交换能 密度，各向异性，磁致伸缩，晶体不完整性（如内应 力、夹杂的大小和分布）及温度等，同时还受晶粒的 形状、大小、表面取向、外应力和外加磁场的影响。
此外，磁致伸缩和磁弹性能也影响畴壁位移过程, 因为壁移也会引起材料某一方向的伸长，另一方向则 要缩短。
所以，要提高磁导率，必须减小如上所述的对壁 移产生的各种阻滞作用。 3.4 Pcm~T曲线的特征
从图2中可知，样品在低温段损耗较大，而在高温 段的损耗尤其大，在 140℃~200℃温度段的损耗为最 低。
fecunbsib合金在中频感应炉熔炼成锭一采用单辊法制各非晶薄带然后在一定温度下脆化处理一处理后的薄带破碎加工成非晶粉末一非晶粉末与粘结剂绝缘剂均匀混合压制成粉一粉末坯进行微晶化处理获得纳米晶组织一磁粉芯样品表面喷塑处理一进行磁性能检测
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磁性纳米颗粒的应用研究
磁性纳米颗粒的应用研究磁性纳米颗粒是指粒径小于100纳米的纳米颗粒，具有磁性的特性。
相比于传统的磁性材料，磁性纳米颗粒具有更小的尺寸、更高的表面积以及更强的表面反应能力，因此在生物医学、环境、材料科学等领域有着广泛的应用。
本文将从应用的角度分别介绍磁性纳米颗粒在这些领域上的应用。
生物医学应用磁性纳米颗粒在生物医学领域中被称作磁性标记剂，广泛应用于磁共振成像（MRI）、磁流体细胞分选、肿瘤治疗、基因治疗以及疫苗运输等方面。
在MRI中，磁性纳米颗粒具有良好的对比度和生物相容性，能够大幅提高图像分辨率。
磁性纳米颗粒作为磁流体细胞分选的标记剂，可以将特定细胞选择性地提取出来，有助于有效地分离和检测细胞及其代谢产物。
磁性纳米颗粒还可以作为肿瘤治疗的载体，在导向肿瘤细胞的同时，释放治疗药物，提高治疗的效果。
此外，磁性纳米颗粒还能用于基因治疗和疫苗运输，在生物医学领域应用的前景广阔。
环境应用磁性纳米颗粒在环境领域中的应用主要包括生物污染控制、环境治理和环境检测等方面。
生物污染控制是磁性纳米颗粒的重要应用领域之一。
磁性纳米颗粒可以被修饰为纳米铁、纳米镍等材料，对于有机物和金属离子具有良好的去除效果，特别是对于难以被治理的有机化合物和重金属污染物。
磁性纳米颗粒在环境治理方面的应用也十分广泛，如可以用来修复土壤、固定工业废水和净化 polluted water。
此外，磁性纳米颗粒还可用于环境检测，它们能够被包装进用于实时监测某些环境参数的传感器中，这些传感器具有可靠性高、灵敏度高等特点，同时还能够实现无缝链接数据收集平台进行数据处理。
材料科学应用磁性纳米颗粒在材料科学领域具有广泛的应用，主要包括电子器件、储能材料和催化纳米器材等。
磁性纳米颗粒可以用于制造高导电性纳米电路，用于开发基于磁性费米面的新型传感器和新型存储器。
同时，磁性纳米颗粒可以通过控制表面的制备方式和化学组成来实现异相催化过程，并较好地实现了对反应速度和选择性的调节。
纳米磁性材料的研究与应用
纳米磁性材料的研究与应用纳米科技是当代研究热点之一，其广泛应用于生命科学、能源、材料科学等领域。
其中，纳米磁性材料作为一种具有特殊性质的纳米材料，被广泛地用于医学诊断、生物分析、环境修复等领域。
一、纳米磁性材料的概述纳米磁性材料是指颗粒大小在 1-100 纳米之间，具有磁性的材料。
它们具有单分散性、可控性、高比表面积和磁学/光学/电学等方面的特殊性质。
这些特殊性质是由于其尺寸、形状、晶体结构、表面活性和磁基团之间相互作用等因素的综合影响所导致的。
依据其组成和性质不同，可以将纳米磁性材料分为不同类型，如金属纳米粒子、氧化铁纳米颗粒、合金纳米颗粒、共轭高分子/纳米介孔复合物等。
二、纳米磁性材料的制备方法纳米磁性材料的制备方法多种多样，其中较常见的方法包括溶剂热反应法、凝胶燃烧法、水热法、微乳液法和溶胶-凝胶法等。
以氧化铁磁性材料为例，常见的制备方法如下：1. 溶剂热反应法：将铁离子和氧化剂在有机溶剂中进行反应，可以制备出分散性良好且颗粒大小均匀的氧化铁纳米颗粒。
2. 水热法：将铁离子和氢氧化钠在高温下反应，可以制备出纳米结晶体，通过后续处理方法分离得到纳米氧化铁颗粒。
3. 微乳液法：调整微乳液的温度和 pH 值，通过配位作用和凝胶化作用制备纳米铁氧体。
以上方法仅是其中的几种，不同制备方法对于纳米磁性材料的制备和性质有着不同的影响。
三、纳米磁性材料的应用1. 医学诊断纳米磁性材料由于其磁性和生物兼容性的特点，成为目前医学诊断领域研究的热点。
主要应用于拟诊和治疗。
例如，一个正在研究的磁共振图像增强的方法是通过将磁性荧光标记的纳米颗粒注入肿瘤或其他医学样本中，然后使用磁共振成像技术 (Magnetic Resonance Imaging)，以便诊断和定位疾病。
此外，还可以利用这些纳米材料跟踪带药的情况，实现精准医疗。
2. 生物分析在生物分析中，利用纳米磁性材料对生物分子进行捕获和可视化分析的方法成为一种新兴的关键技术。
纳米颗粒的尺寸效应对磁性的影响
纳米颗粒的尺寸效应对磁性的影响随着纳米科学和纳米技术的迅猛发展，纳米材料的研究成为了科学界的热点之一。
其中，纳米颗粒作为纳米材料的重要代表之一，具有独特的物理和化学性质，引起了广泛的关注。
而在纳米颗粒中，尺寸效应是其中一个重要的影响因素，尤其在磁性方面。
从小尺寸开始，纳米颗粒的磁性随着尺寸的减小而呈现出独特的变化。
当纳米颗粒的尺寸达到纳米级别时，其表面原子和尺寸变得越来越重要。
尺寸效应使得表面原子的数量相对于体积原子的数量变得更加显著，从而导致了磁性的显著变化。
首先，较小尺寸的纳米颗粒磁性呈现出超顺磁性。
纳米颗粒的直径通常小于10纳米，表面的相互作用比体积更加显著。
在这种情况下，磁性行为主要由表面自旋相互作用所主导。
由于尺寸效应，表面原子自旋排列的不规则性增强，磁矩不同的表面原子分布更均匀。
因此，较小尺寸的纳米颗粒呈现出超顺磁性，表现出磁化率随温度增加而增加的特性。
随着纳米颗粒的尺寸进一步减小，达到纳米级别以下时，其磁性呈现出不同的变化。
纳米尺寸的进一步减小使得表面原子占据了颗粒中的绝大部分，而体积原子所占比例较小。
这导致了表面自旋相互作用更加显著，而体积自旋相互作用变得相对较弱。
在这种情况下，纳米颗粒的磁性行为主要由表面自旋相互作用所主导，呈现出铁磁性。
与超顺磁性不同的是，纳米颗粒的铁磁性表现出磁化率随温度减小而增加的特性。
除了超顺磁性和铁磁性，纳米颗粒的尺寸效应还会带来其他磁性行为的变化。
例如，在一些特殊情况下，当纳米颗粒的尺寸进一步缩小到纳米级别以下时，纳米颗粒可能会出现反铁磁性或者无序磁性。
这是由于在这种极小的尺寸下，表面自旋相互作用的增强使得纳米颗粒的自旋排列变得复杂。
这些不同的磁性行为不仅在理论上具有重要意义，也对纳米材料的实际应用具有重要的影响。
总的来说，纳米颗粒的尺寸效应对磁性的影响是复杂而多样的。
较小尺寸的纳米颗粒呈现出超顺磁性，而进一步减小尺寸则呈现出铁磁性。
此外，还存在着反铁磁性和无序磁性等特殊情况。
磁性纳米颗粒的制备与性能研究
磁性纳米颗粒的制备与性能研究磁性纳米颗粒是一种在现代材料管理中十分重要的材料。
它们具有独特的磁性性能和良好的表面特性，广泛用于电子器件、随身听、硬盘驱动器等领域。
本文将从制备方法、性能和应用等方面对磁性纳米颗粒进行讨论。
1. 制备方法磁性纳米颗粒的制备方法主要分为化学合成法、物理法和生物法三类。
1.1 化学合成法化学合成法是将不同化学物质在一定条件下反应制备纳米颗粒。
其中最常见的方法是溶剂热分解法。
此法的优点在于可制备出直径在3-50 nm范围内的高质量的磁性纳米颗粒。
另一种较为常见的化学合成法是共沉淀法。
它的优点在于可实现大规模制备，但因产物尺寸不易控制，由此带来的分散性和磁性能的变化上限有所限制。
1.2 物理法物理法是利用物理机制制备纳米颗粒。
其中最常见的是溅射法、气相沉积法、离子束法和超声波法。
这些方法能够制备出小于5 nm的磁性纳米颗粒，但产量较低，成本也较高。
1.3 生物法生物法是将生物学技术应用于纳米颗粒的制备。
它是当今纳米科技领域的新兴方向。
通过利用生物分子的分子识别和自组装性质，可制备出高分散度、独特形态和特异性的磁性纳米颗粒。
例如，利用疏水性生物大分子如蛋白质等，制备出尺寸约10 nm的磁性纳米颗粒。
但这种方法还处在实验室研究阶段。
2. 性能研究2.1 组成结构磁性纳米颗粒的组成结构主要由磁芯体、表面修饰和稳定剂组成。
核心部分可以是单质铁、钴、镍、合金、氧化物和锰等，而稳定剂和表面修饰是对纳米颗粒的外部包裹。
2.2 磁性能磁性纳米颗粒的磁性能可以通过磁滞回线、饱和磁化强度和磁导率等磁学参数来衡量。
磁性纳米颗粒的这些参数通常与其尺寸、形状、晶体结构、表面修饰和磁芯体的组成等因素相关。
与大块粉末相比，纳米颗粒的磁性能特点在于高饱和磁化强度、低磁晶畸变和活性界面。
2.3 表面性质磁性纳米颗粒的表面性质对应用性能具有重要影响。
表面固定的化学修饰可改变磁性纳米颗粒的分散性、稳定性和信号强度。
纳米晶磁条
纳米晶磁条1. 介绍纳米晶磁条（Nanocrystalline Magnetic Strip）是一种新型的磁性材料，由纳米晶粒组成。
纳米晶是指具有纳米级晶粒尺寸（通常小于100纳米）的晶体材料。
纳米晶磁条具有许多优异的性能，包括高磁导率、低磁滞损耗、高饱和磁感应强度等，因此在电子和电力领域有广泛的应用。
2. 结构和制备方法纳米晶磁条的结构由纳米晶粒组成，这些粒子之间存在着高度有序的磁畴结构。
纳米晶粒的尺寸通常在几纳米到几十纳米之间，具有高度的晶界密度和大量的晶界缺陷。
这种结构使得纳米晶磁条具有优异的磁性能。
制备纳米晶磁条的方法主要包括快速凝固法和热处理法。
快速凝固法是通过迅速冷却熔融态合金来制备纳米晶磁条，常用的方法有快速凝固淬火法和溅射法。
热处理法是在晶体材料中通过热处理来形成纳米晶结构，常用的方法有球磨法和退火法。
3. 特性和性能纳米晶磁条具有许多优异的特性和性能，使得它在各个领域有广泛的应用。
3.1 高磁导率纳米晶磁条具有高磁导率，这是由于其纳米晶结构中存在大量的晶界和晶界缺陷。
晶界是指晶体内部不同晶粒之间的边界，晶界缺陷是指晶界上的缺陷，如位错和孪晶。
这些晶界和晶界缺陷会散射磁场，从而提高磁导率。
高磁导率使得纳米晶磁条在电力变压器和电感器等电力设备中具有更高的效率。
3.2 低磁滞损耗纳米晶磁条具有低磁滞损耗，这是由于其纳米晶结构中存在大量的晶界和晶界缺陷。
晶界和晶界缺陷会限制磁畴的磁翻转，从而降低磁滞损耗。
低磁滞损耗使得纳米晶磁条在高频电磁器件中具有更好的性能，如高频变压器和高频感应加热器。
3.3 高饱和磁感应强度纳米晶磁条具有高饱和磁感应强度，这是由于其纳米晶结构中存在大量的晶界和晶界缺陷。
晶界和晶界缺陷会限制磁畴的磁翻转，从而增加磁畴的密度，提高饱和磁感应强度。
高饱和磁感应强度使得纳米晶磁条在电力变压器和电感器等电力设备中可以实现更小体积和更高功率。
4. 应用领域纳米晶磁条在电子和电力领域有广泛的应用。
磁性纳米颗粒的制备与磁性特性分析
磁性纳米颗粒的制备与磁性特性分析磁性纳米颗粒是一种具有微小尺寸的颗粒，其尺寸通常在纳米尺度范围内。
由于其独特的尺寸效应和表面效应，磁性纳米颗粒具有许多特殊的物理和化学性质，在材料科学、生物医学和纳米技术等领域具有广泛的应用前景。
磁性纳米颗粒的制备方法多种多样，常见的方法包括化学合成、物理气相沉积、溶胶凝胶法和生物合成等。
其中，化学合成方法是最常用的制备磁性纳米颗粒的方法之一。
该方法通过将金属离子与适当的还原剂和表面活性剂相互作用，使金属离子还原成金属纳米颗粒，并且通过表面活性剂的作用使纳米颗粒稳定分散在溶液中。
此外，物理气相沉积是一种将金属薄膜通过热蒸发、溅射或分子束外延等方法沉积到基底上的方法，通过控制沉积条件和基底的性质，可以制备出尺寸可控的磁性纳米颗粒。
磁性纳米颗粒的尺寸和形状对其磁性能有重要影响。
一般来说，尺寸较小的纳米颗粒具有更强的磁性，这是由于尺寸效应的存在。
具体来说，当纳米颗粒的尺寸小于一定范围时，其自发磁化会受到尺寸限制，从而产生更强的磁畴壁能量，使得颗粒内部的磁畴结构更加稳定。
此外，磁性纳米颗粒的形状也会对磁性能产生影响。
例如，球形颗粒具有高矫顽力和饱和磁化强度，而椭圆形颗粒则具有更高的矫顽力和剩余磁化强度。
为了了解磁性纳米颗粒的磁性特性，研究人员通常使用一系列的磁性测试方法进行分析。
其中，最常见的方法是磁化曲线测量，该方法通过测量样品在外加磁场下的磁化强度，可以得到样品的磁化曲线，进而获得其饱和磁化强度、剩余磁化强度和矫顽力等信息。
此外，研究人员还可以使用磁滞回线测量、磁敏感性测量和磁力显微镜观察等方法进行更详细的磁性分析。
这些方法可以帮助我们深入了解磁性纳米颗粒的磁化机制和磁性性能，并为其应用提供科学依据。
磁性纳米颗粒在医学、环境科学和信息技术等领域具有广泛的应用前景。
例如，在医学领域，磁性纳米颗粒可以作为一种药物载体，用于靶向治疗肿瘤和疾病。
通过将药物包裹在纳米颗粒表面，并利用外部磁场的控制，可以实现对药物的靶向释放，并提高药物的治疗效果。
材料的磁导率与纳米级晶粒尺寸关系研究
材料的磁导率与纳米级晶粒尺寸关系研究材料的磁导率是描述材料磁性能的一个重要参数，而纳米级晶粒尺寸对材料的性能有着显著影响。
本文将研究材料的磁导率与纳米级晶粒尺寸之间的关系，并探讨其中的科学原理及应用前景。
1. 引言在材料科学领域，磁性材料的性能一直备受关注。
磁导率是描述材料磁性能的重要参数之一，它反映了材料对磁场的响应能力。
而随着纳米科技的快速发展，纳米级晶粒材料的制备和性能研究成为研究热点。
因此，研究材料的磁导率与纳米级晶粒尺寸的关系具有重要的科学意义。
2. 磁导率与纳米级晶粒尺寸磁导率是材料对磁场的相对响应程度，通常用符号μ表示。
在晶体中，磁导率与晶体内部的微观结构和磁性离子有关。
而在纳米级晶粒材料中，晶粒尺寸与材料的磁性能密切相关。
实验证明，当晶粒尺寸达到纳米级别时，材料的磁导率呈现出显著的变化。
3. 磁导率与纳米级晶粒尺寸关系的原理在纳米级晶粒材料中，由于晶粒尺寸的减小，晶界与晶内的比例增加，因此晶界对磁导率的贡献增加。
此外，晶界能量与体积能量之间的差异也会导致晶体的磁性发生变化。
因此，纳米级晶粒尺寸的变化将直接影响材料的磁导率。
4. 纳米级晶粒尺寸对磁导率的影响实验研究为了验证纳米级晶粒尺寸对磁导率的影响，研究人员进行了一系列的实验。
以铁基材料为例，通过控制材料的晶粒尺寸，发现随着晶粒尺寸的减小，材料的磁导率呈现出显著增加的趋势。
这与理论预测相一致，进一步验证了纳米级晶粒尺寸与磁导率之间的关系。
5. 纳米级晶粒尺寸调控磁导率的应用前景纳米级晶粒尺寸调控材料的磁导率具有广阔的应用前景。
例如，在信息存储领域，纳米级晶粒材料的高磁导率将有助于提高磁存储的密度和稳定性。
此外，在传感器和磁性材料方面的应用也能够享受到纳米级晶粒尺寸调控磁导率的益处。
6. 结论本文通过研究材料的磁导率与纳米级晶粒尺寸的关系，揭示了纳米级晶粒尺寸对磁导率的影响。
实验和理论研究表明，纳米级晶粒尺寸的减小可以显著提高材料的磁导率。
磁性纳米颗粒的交流电磁行为研究
磁性纳米颗粒的交流电磁行为研究磁性纳米颗粒是指其尺寸小于100纳米，具有一定的磁性的颗粒。
由于其特殊的物理化学性质，磁性纳米颗粒在纳米材料领域得到了广泛的研究和应用。
磁性纳米颗粒在电磁行为方面也是一个热门的研究方向。
本文将从交流电磁行为方面来探讨磁性纳米颗粒的特性及其研究进展。
1. 磁性纳米颗粒的交流电磁行为磁性纳米颗粒的交流电磁行为主要表现为以下几个方面：1.1 超顺磁性随着纳米颗粒的尺寸减小，磁性纳米颗粒的超顺磁性越来越明显。
当磁场作用在粒子上时，磁矩随磁场线性增长，并达到饱和值，在这种情况下，磁性纳米颗粒的磁化率为极高的数值。
此外，磁性纳米颗粒还会出现磁滞回线，这是因为磁性纳米颗粒具有矫顽力和剩磁。
1.2 介电性质磁性纳米颗粒在交流电场中，还会表现出一定的介电性质。
这是由于在电场作用下，电荷的分布会发生改变，磁性纳米颗粒表面会出现电荷分布不均的情况。
此外，磁性纳米颗粒的磁矩与电场相互作用，也会对其介电性质起到一定的影响。
1.3 超顺磁共振在交流磁场中，磁性纳米颗粒会发生超顺磁共振现象。
这是因为在外加磁场的作用下，磁性纳米颗粒表现出一定的弛豫行为。
当交流磁场频率与磁性纳米颗粒的弛豫频率相同时，颗粒将处于共振状态。
这种现象对于纳米医学和纳米电子学具有重要的应用价值。
2. 磁性纳米颗粒交流电磁行为的研究进展近年来，磁性纳米颗粒的交流电磁行为研究取得了很大的进展。
以下是一些具有代表性的研究成果。
2.1 磁性纳米颗粒在介质中的电磁行为研究一些研究者探究了磁性纳米颗粒在介质中的电磁行为，发现在交流电场中，电荷在颗粒内外的路径不同，会出现电场能量与磁场能量不同的情况。
当颗粒表面具有时变电荷分布的情况时，磁性纳米颗粒的感应电势也会随之变化。
这种现象对于磁性纳米材料的设计和制备具有重要的意义。
2.2 纳米粒子的磁性互换耦合一些研究者还研究了纳米粒子的磁性互换耦合现象。
这种现象是指两个或多个磁性纳米颗粒在相互作用下，会出现磁矩的拟同步和反同步现象。
合成和表征磁性纳米颗粒
合成和表征磁性纳米颗粒磁性纳米颗粒是研究领域中广受关注的一种材料。
它们的独特特性和性质使得它们在许多不同领域具有广泛的应用。
为了更好地理解这种材料，并且能够在实践中发挥它的优点，研究人员一直在进行合成和表征磁性纳米颗粒的工作。
磁性纳米颗粒是指颗粒的尺寸在纳米级别，并且具有磁性特性。
这些颗粒通常由铁、镍、钴等金属制成，其尺寸通常在5到100纳米之间。
在这个尺度上，磁性纳米颗粒的磁性能够显著地改变其特性，因为磁性纳米颗粒的磁矩和体积之间的比例与大尺寸的材料不同。
合成磁性纳米颗粒的方法有很多种，常见的方法包括溶剂热法、共沉淀法、氧化还原法等。
在这些方法中，可以通过控制反应条件来控制纳米颗粒的大小和形状。
例如，可以通过调节反应温度、反应时间、反应物浓度等参数来控制纳米颗粒的大小，而控制反应溶液的酸碱度则可以影响纳米颗粒的形状和晶体结构。
在合成磁性纳米颗粒的同时，其表征也是非常重要的一步。
磁性纳米颗粒的表征主要包括外观、尺寸、形状、磁性、晶体结构等多个方面。
其中，最常见的表征方法包括电子显微镜、磁性测试、X射线衍射等。
电子显微镜是一种常用的表征磁性纳米颗粒的方法。
透射电子显微镜（TEM）可以用于观察纳米颗粒的形状和尺寸，同时也可以通过原子排列的变化来确定晶体结构。
而扫描电子显微镜（SEM）则可以用于观察样品的表面形貌和形状。
磁性测试是评估磁性纳米颗粒物性的另一种主要方法。
在磁性测试中，可以通过测量样品的磁滞回线、饱和磁矩等参数来确定磁性。
这些参数可以用于评估磁性纳米颗粒的磁性大小、磁畴结构等信息。
除了以上的方法之外，X射线衍射和荧光光谱分析等方法也可以用于表征磁性纳米颗粒。
其中，X射线衍射可以用于确定晶体结构、晶体缺陷等信息，而荧光光谱分析则可以用于确定样品表面的化学组成。
总体来说，磁性纳米颗粒是一种非常重要的材料，它以其特有的性质，成为了许多领域的研究热点。
为了更好地发挥这种材料的优点，合成和表征磁性纳米颗粒的工作必须得到充分重视。
钆铁合金的纳米颗粒和纳米晶尺寸效应研究
钆铁合金的纳米颗粒和纳米晶尺寸效应研究引言：钆铁合金是一种重要的稀土磁性材料，具有较高的居里温度和饱和磁化强度，被广泛应用于电子设备、电磁传感器和核磁共振成像等领域。
然而，它的特性和性能在一定程度上受到颗粒尺寸和晶粒尺寸的影响。
因此，研究钆铁合金的纳米颗粒和纳米晶尺寸效应对于深入了解其磁性和物理性质的变化具有重要意义。
1. 纳米颗粒效应研究：纳米颗粒是指直径在1-100纳米之间的微小颗粒。
相比于常规尺寸的材料，纳米颗粒具有较大的比表面积和较短的自由路径，这使得纳米颗粒在光学、电子、热学和磁学等方面具有独特的性质。
研究显示，当钆铁合金的颗粒尺寸降至纳米级别时，其磁性能会发生显著改变。
首先，纳米颗粒可以通过调控表面磁各向异性来实现不同的磁性行为。
通常情况下，粒子尺寸的减小会导致颗粒表面的磁各向异性增强，从而改变合金的磁性质。
这种改变主要是由于表面自由能的增加以及晶体结构的局部调整所导致的。
其次，纳米颗粒的超顺磁特性也是一个重要的领域。
随着颗粒尺寸的减小，磁各向异性和磁晶体各向异性之间的竞争相应增大。
而随着温度的升高，纳米颗粒的磁矩会出现横向翻转，从而导致颗粒呈现超顺磁行为。
最后，纳米颗粒还可以通过改变磁晶体结构来实现磁性能的调控。
钆铁合金的纳米颗粒通常具有非晶结构或具有高度细化的晶格结构，这使得颗粒内部磁矩的有序性降低，从而影响合金的磁性质。
通过进一步的研究，可以改变合金的合成方法和制备工艺，以获得更优异的纳米结构和性能。
2. 纳米晶尺寸效应研究：与纳米颗粒类似，纳米晶的尺寸效应对钆铁合金的性质也有显著影响。
纳米晶是指晶粒尺寸在10-100纳米之间的晶体材料。
与传统的微米晶相比，纳米晶具有更高的晶界密度和更高的晶界能，这导致了其独特的物理和化学性质。
首先，纳米晶尺寸效应对钆铁合金的磁特性产生了重要影响。
研究表明，当晶粒的尺寸减小到纳米级别时，合金的饱和磁化强度会明显增加。
这是由于晶界和晶体内部的相互作用的增强，导致更多的磁矩朝向同一方向排列。
磁性纳米颗粒在磁共振成像中的应用
磁性纳米颗粒在磁共振成像中的应用磁共振成像是一种最近几十年来得到迅速发展和广泛应用的非侵入性医学成像技术，广泛应用于成像领域，并深入到神经影像学、肿瘤学、心血管病学等各个医学分支。
然而，传统磁共振成像在某些领域中存在着局限性，比如对于某些疾病组织的成像效果较差、对淋巴和血管系统等的成像效果有限等。
而一种被广泛研究的改善成像质量的方法就是引入磁性纳米颗粒。
磁性纳米颗粒作为一类特殊材料，具有特殊的磁性和光学性质。
它们可以根据所施加的外部磁场发生翻转，从而改变光学信号的强度，这使得它们成为一种极有前景的成像剂。
同时，由于其小尺寸，磁性纳米颗粒具有很好的组织可渗透性，可以在组织和脏器中自由扩散并累积。
这些特性使磁性纳米颗粒成为了研究人员广泛关注的对象，被用于提高磁共振成像技术的可靠性和成像效果。
一、磁性纳米颗粒的制备磁性纳米颗粒是一种新兴的材料，制备方法不仅繁琐，而且要求严格。
磁性纳米颗粒的合成方式有很多种，包括物理合成法、生物合成法、化学合成法等。
其中, 化学合成法最为广泛应用，通常采用水热、共沉淀法、热分解法以及溶剂热析等方法进行合成。
二、磁性纳米颗粒在医学成像中的应用1、磁性纳米颗粒在骨髓造血系统成像中的应用磁性纳米颗粒的大小可以控制在纳米级别，这种尺寸的颗粒可以通过血管进入人体各个组织并且聚集在骨髓组织一侧，用磁共振成像技术发现。
这种方法可以显著地提高磁共振成像对骨髓组织的成像效果，使医生能够更加清晰地了解患者的骨髓造血系统健康状况。
2、磁性纳米颗粒在癌症诊断中的应用磁性纳米颗粒的磁性和组织可渗透性可以帮助它们在肿瘤细胞的周围自由扩散并在肿瘤细胞和周围组织之间的渗透作用中形成差异和聚集，从而向周围组织释放能量并生成热能。
磁性纳米颗粒可以通过诱导热的原理被用来治疗癌症。
利用磁共振成像技术，医生可以通过实时检测磁性纳米颗粒的形态和位置来确定其在肿瘤细胞的周围进行治疗的准确性和有效性。
这种方法可以避免传统的化疗或手术治疗对周围组织和器官的损伤，同时也大大提高了治疗效果。
磁性纳米粒子的磁特性与形貌调控研究
磁性纳米粒子的磁特性与形貌调控研究随着纳米技术的飞速发展，纳米材料的制备及性能研究成为了研究的热点。
其中，磁性纳米粒子因具有独特的磁响应和巨大的表面积，被广泛应用于磁通量计、医学成像、生物检测和数据存储等领域。
因此，磁性纳米粒子的磁特性与形貌调控研究也备受关注。
一、磁性纳米粒子的磁特性研究磁性纳米粒子的磁特性是研究的首要问题。
其中，最为关键的参数是磁矩。
磁矩是一个物体所拥有的两极间的力矩，并可以通过磁场来决定磁性纳米粒子的行为。
而磁矩又受到不同的因素影响，如粒子大小、晶格取向和表面能等。
对于磁性纳米粒子的磁特性研究，可以从宏观和微观两个方面入手。
宏观的研究可以通过磁化测量等手段来获得样品的磁特性，以此得到磁矩大小、磁滞回线和顺磁相互作用等信息。
而微观的研究则需要利用平面电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)等高分辨率表征手段，来获得粒子形貌、尺寸及晶格结构等细节信息。
除此之外，还可以采用不同的合成方法来调控磁性纳米粒子的磁性。
例如，热分解法、溶胶-凝胶法、共沉淀法等方法均可以制备不同形态、尺寸和表面状态的磁性纳米粒子，从而实现对磁性的调控。
二、磁性纳米粒子的形貌调控研究除了磁性的研究之外，磁性纳米粒子的形貌调控研究也备受关注。
因为磁性纳米粒子的形貌不仅会影响其磁性，还会影响其在应用中的表现。
一般来说，磁性纳米粒子的形貌可分为球形、棒形、板形等形态。
其中，球形颗粒因为具有等向性，故在特定的条件下表现出较好的磁性能；而棒形和板形颗粒则因为具有各向异性成分，故对磁场的响应会更为复杂。
形貌调控研究的优点在于可以通过合适的形貌设计，实现对磁性纳米粒子的磁特性进行优化。
比如通过形貌调控来改变磁矩的取向或增强磁吸附效应等，从而有助于提升磁性纳米粒子的性能和应用效果。
在形貌调控方面，常用的技术包括物理方法和化学方法。
物理方法包括蒸发、溅射、氧化等方法，而化学方法则包括凝胶法、共沉淀法、流动化学法等。
磁性功能材料——纳米磁性材料的基本特征
From ppt files of A. Fert & J. Grolliere
F1
e-
F2
dm dt injec.
e-
I>0
Heff
dm dt
dm dt Heff
S1
横向分量
S2
dm dt injec .
热运动能 kT 使体积为V的粒子磁矩Ms越过各向异性为K的 势垒KV的几率为
p=exp (-KV/kT),
即原一致磁化的粒子集合体，经过足够长的时间可衰减到剩 磁为零，其弛豫时间 τ 为
τ =(1/f0) exp (KV/kT), 频率因子f0=109 s-1 。
如果要等一年(107秒)才会衰减为“顺磁”态，那就一定不能 认为这材料是超顺磁性，因此这里有个 τ 的相对标准，譬如可 用τ<10-1秒为超顺磁性的标准。显然 τ 和材料的各向异性K， 温度T，粒子的直径D=V-3都有关。
没有内部原子。
4 宏观量子隧道效应
微观粒子具有穿越势垒的能力，称为量子 隧道效应。而在马的脾脏铁蛋白纳米颗粒研 究中，发现宏观磁学量如磁化强度，磁通量 等也具有隧道效应，这就是宏观量子隧道效 应。它限定了磁存储信息的时间极限和微电
子器件的尺寸极限。
作为磁性纳米粒子，还在 磁畴结构等许多磁性方面表 现出另一些特征
几种具体材料的矫顽力关系
5 居里温度
居里温度是磁性材料的重要参数，通常与交换积分
成正比，还与材料的原子构型和间距有关。在纳米材 料研究中，发现居里温度Tc随纳米粒子或薄膜尺度的 减小而下降。这缘于小尺寸效应和表面效应，因为表 面原子缺乏交换作用，尺度小还可能导致原子间距变 小，这都使交换积分下降，从而居里温度Tc的下降。
10.3纳米晶软磁材料
10.3 纳米晶软磁材料
FINEMET合金
10.3 纳米晶软磁材料
NANOPERM 合金的晶化
10.3 纳米晶软磁材料
XRD of NANOPERM
10.3 纳米晶软磁材料
退火温度与纳米晶尺寸的关系
10.3 纳米晶软磁材料
NANOPERM Fe88Zr7B4Cu1
10.3 纳米晶软磁材料
材料 传统晶体合金（NiFe, Fe-Al-Si等） 制备方法 传统熔炼法 E k 0 成份控制 Eme0 成份、工艺控制
非晶合金（如FeSi-B, Co-Fe-Si-B 等） 纳米晶合金（FeSi-B-Cu, Fe-Zr-B 等）
熔体快淬法
非晶化
成份、工艺控制
非晶化晶 化
晶粒纳米化
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收稿日期：２００９．１１—２５ 基金项目：国家自然科学基金（５０６７２０１５）
作者简介：赵娟，女，１９７０年生，博士，副教授，广东海洋大学工程学院，广东湛江５２４０８８，Ｅ－ｍａｉｌ：ｎｄｙａｎｇ＠１６３．ｃｏｒｎ；通讯作者： 王贵，博士，教授，Ｅ—ｍａｉｌ：ｚｊｗａｎｇｇｕｉ＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ（ＧＷａｎｇ）
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图４不同纳米晶粒（Ｌａｏ．４７Ｇｄｏ．２）Ｓｒｏ．３３Ｍｎ０３等温磁化曲线 Ｆｉｇ．４ Ｉｓｏｔｈｅｒｍａｌ ｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎ ｃｕｒｖｅｓ ｆｏｒ（Ｌａｏ．４７Ｇｄ ｏ．２）Ｓｒｏ．３３ＭＮ０３ ｓａｍｐｌｅｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌ ｇｒａｉｎ ｓｉｚｅｓ：
果表明：（ＬａｏｍＧｄｏ．２）Ｓｒｏ．３３Ｍｎ０３纳米颗粒的居里温度Ｔｃ（２９８ Ｋ）基本上不随颗粒尺寸的变化而变化，而相对磁制冷能力
取决于颗粒尺寸；颗粒尺寸为９０—１００ ｎｍ的（Ｌａ０．４７Ｇｄｏ ２）Ｓｒｏ∞Ｍｎ０３纳米颗粒的相对磁制冷能力最大，可以作为室温下使 用的磁制冷工质侯选材料。
关键词：磁性能；纳米颗粒；（Ｌａｏ肿Ｇｄ ｏ．２）Ｓｒｏ．３３Ｍｎ０３
居里温度、磁性能及磁热效应。
１ 实验
按原子摩尔比Ｌａ：Ｇｄ：Ｓｒ：Ｍｎ＝０．４７：０．２：０．３３：１分别 称取高纯度的Ｌａ２（ｃ０３）３、Ｇｄ２（ｃ０３）３、ＳｒＣ０３、ＭｎＣ０３ 试剂，再按（金属离子总摩尔数）：（Ｈ５ＤＴＰＡ摩尔数）：（乙 二醇摩尔数）＝１：１．１：１分别称取Ｈ５ＤＴＰＡ和乙二醇，把 上述混合物加入适量的去离子水，加热至８０℃并搅 拌使混合物全部溶解得到透明溶液，溶液过滤后在６０ ℃下缓慢蒸发，去除过量的溶剂水直到形成透明的玻 璃态物质， 最后经４８ ｈ干燥后得到 （Ｌａｏ．４７Ｇｄｏ．２）Ｓｒｏ．３３Ｍｎ０３（ＤＴＰＡ）．ｎＨ２０配合物前驱体。将 前驱体放在电阻炉中，在５００℃下保温１ ｈ，然后取 出压成多１０ ｍｍ薄片，再分别在６００、８００和１０００℃ 下处理１０ ｈ得到黑色的颗粒样品。
围变宽，即呈现“平台状”磁热效应曲线，这一点对 磁制冷实际应用的热循环交换是有利的。另外，不同
颗粒尺寸样品的磁热效应也有较大的差别，在Ｈ＝５ Ｔ
时，随着纳米颗粒尺寸从４０～５０ ｎｍ增大到９０～１００ ｎｍ 和１４０～１５０ ａｍ，纳米颗粒样品的磁熵变峰值分别为
１．９３，３．９３和４．２４ Ｊ／ｋｇ·Ｋ。这可能是由于颗粒越大， 晶体结构越完整，从而导致样品的磁热效应增大。但
２０／（。）
经１０００ ｏＣ，１０ ｈ热处理样品的颗粒尺寸明显长大，
图ｌ 不同热处理温度的（Ｌａｏ朋Ｇｄｏ．２）Ｓｒｏ∞Ｍｎ０３样品ＸＲＤ图谱
为１４０～１５０ ａｍ，且颗粒尺寸分布的不均匀性增加，颗
Ｆｉｇ．１ ＸＲＤ ｐａｔｔｅｒｎｓ ｏｆ（Ｌａｏ．４７Ｇｄｏ．２）Ｓｒｏ．３３ＭＮ０３ ｓａｍｐｌｅｓ ａｔ
磁化强度。
９０～１００ ｌｌｍ和１４０～１５０ ａｍ的３种样品的居里温度基本
２结果与讨论
相同，分别为２８５．１、２８５．９和２８５．３ Ｋ。而从图看出颗 粒尺寸为９０～１００ Ｄｍ和１４０～１５０ ｎｍ ２个样品的ＺＦＣ
２．１（Ｌａ０．４７Ｇｄ ｏ．２）Ｓｒｏ．３３Ｍｎ０３样品的微观结构
和ＦＣ曲线有明显的铁磁．顺磁转变特征；但颗粒尺寸
第３９卷 ２０１０焦
第１ｌ期 １１月
稀有金属材料与工程
ＲＡＲＥ ＭＥＴＡＬ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ ＡＮＤ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
Ｖ０１．３９，Ｎｏ．１１ Ｎｏｖｅｍｂｅｒ ２０１０
不同晶粒尺寸ｆｌ勺（Ｌａｏ．４７Ｇｄｏ．２）Ｓｒｏ．３３Ｍｎ０３ 纳米颗粒磁性能
赵娟１，关 彪１，陈 刚２王
（１．广东海洋大学，广东湛江５２４０８８） （２．山东大学，山东济南２５００６１）
都呈菱面体钙钛矿结构。另外从图上还可看出，随着
顺磁转变居里温度。产生这一现象的原因和样品颗粒
烧结温度的升高，ＸＲＤ特征衍射峰位置不变，但更加 尺寸分布有关。一般认为，纳米颗粒样品是由核和表
尖锐，衍射强度也随之增加。根据著名的Ｓｃｈｅｒｒｅｒ公 面、界面部分组成的，双交换作用在核内占主导地位，
式［１ ２１，ＸＲＤ图谱特征峰变尖锐及相对强度增大意味着 处于长程铁磁有序状态，核的磁性行为是体系的本征
叠
１０ ｈ热处理后，样品呈分散的颗粒状，颗粒形貌为球
暑
形，尺寸４０～５０ ｎｍ；图２ｂ是纳米颗粒选区电子衍射
趸
环，由于电子束斑的尺寸大于晶粒的尺寸，电子衍射
耋
束打在了多个晶粒上，得到了不连续的明暗相间的多
晶衍射环，衍射环由里向外分别对应钙钛矿晶型的各
晶面，这与ＸＲＤ结果相一致。当热处理温度升高到 ８００℃后，样品颗粒尺寸长大到９０～１００ ｎｍ（图２ｃ）；
是，由于△南是温度的函数，不能仅根据最大磁熵变 △＆。判断磁冷材料的制冷能力。因此，研究者提出用
相对制冷能力（ＲＣＰ）来判断磁冷材料的制冷能力【ｌ ３１。
ＲＣＰ（Ｓ）＝一△＆。’△砟ｗＨＭ
（３）
式中，＿△氐。为最大磁熵变，△乃ｗＨＭ为磁熵变曲线半 高峰处的温度差。
通过计算得出Ｌａ０．４７Ｇｄｏ．２Ｓｒｏ．３３Ｍｎ０３不同纳米颗粒
粒趋于团聚（图２ｄ）。由此可见，热处理温度对
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃａｌｃｉｎａｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ
图２不同热处理后（Ｌａｏ．４７Ｇｄｏ．２）Ｓｒｏ∞Ｍｎ０３样品的ＴＥＭ照片 Ｆｉｇ．２ ＴＥＭ ｉｍａｇｅｓ ｏｆ（Ｌａｏ．４７Ｇｄｏ．２）Ｓｒｏ．３３Ｍｎ０３ ｓａｍｐｌｅｓ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｃａｌｃｉｎａｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ ｆｏｒ １ ０ ｈ：
不同温度热处理后样品的ＸＲＤ图谱如图１所示。
为４０～５０ ｒｉｍ样品的ＺＦＣ和ＦＣ曲线在低温下两曲线
由图可知，经过６００、８００和１０００℃下处理１０ ｈ的所
差别增大，表现为典型的自旋玻璃态团簇行为，存在
有样品均保持良好的单相，没有杂相和不纯相存在，
明显的“ｂｌｏｃｋ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ”现象，没有明显的铁磁．
７０
７０
１４０－１５０ ａｍ
６０
６０
乙 兰
５０
５０
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３０ ２０ １０
『７＝盎荟｛？｜『 ～ｆ｛～＝｛，：蕊ｆ７｝｛墨戛＝｛｝ ～ｆ７：：等｛ｉｆ 冀麓；；黧一蕊船 ｆ｝『｝｛荟｝｛～～ ～～～：｛；｛１：｝７ ～『ｆ～ｆ７｝｛一ｆ｛｝？ ～～ｒ冀｛口ｉ～一｝ｆ 一缨一毒荨一瑞器ｎ＂一嚣¨赫”ｍ僦塞兰
万方数据
第１１期
赵娟等：不同晶粒尺寸的（Ｌａｏ．４７ Ｇｄｏ．２）Ｓｒｏ．３３Ｍｎ０３纳米颗粒磁性能
·１９４９·
的 方程 ㈣：
（Ｌａｏ．４７Ｇｄｏ．２）Ｓｒｏ．３３Ｍｎ０３多品纳米颗粒的尺寸和分布有
丝卯 △ ＆ ＝
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旧
、Ｉ朋 尸
在小磁场和温度间隔条件下，磁熵变可以近似为
很大影响。 ２．２不同颗粒尺寸的（Ｌａｏ．４７Ｇｄｏ．２）Ｓｒｏ．３３Ｍｎ０３磁性能
磁转变特征，且磁化强度明显降低。
不同颗粒尺寸的（Ｌａｏ．４７Ｇｄ ｏ．２）Ｓｒｏ．３３Ｍｎ０３等温磁化 曲线如图４所示。根据方程（２）计算出不同颗粒尺寸
的（Ｌａｏ．４７Ｇｄ ｏ．２）Ｓｒｏ．３３Ｍｎ０３分别在２和５ Ｔ磁场下的磁 热效应（如图５）。当纳米颗粒尺寸为４０～５０ ｎｍ时，
等温磁化强度较低，但是材料的磁热效应峰值温度范
采用Ｘ—Ｐｅｒｔ Ｐｒｏ ＭＰＤ Ｘ射线粉末衍射仪对样品进 行晶体结构分析， Ｃｕ靶Ｋａ射线（Ａ＝０．１５４２ ｎｍ）。 用ＪＥＯＬ ＪＥＭ．２０１０Ｆ高分辨透射电子显微镜（ＨＲＴＥＭ） 观察样品的形貌和颗粒尺寸。用超导量子干涉仪 ＭＰＭＳ测出样品在低磁场（日＝０．１ Ｔ）条件下的Ｍ－Ｔ
曲线和不同温度下的杯日曲线。在肛丁曲线上ｄＭ／ｄＴ
（ａ，ｂ）６００℃，（ｃ）８００℃，ａｎｄ（ｄ）１０００℃
万方数据
稀有金属材料与工程
第３９卷
８ ７ ６ ５ ４ ３
Ｉ．ｓ誊ｍ．《一鬻 ２ ｌ Ｏ
７ｙＫ
图３（Ｌａ０．４７Ｇｄ ｏ，２）Ｓｒｏ．３３ＭＮ０３不同纳米颗粒尺寸低场（１－１＝０．１ Ｔ） ＺＦＣ和ＦＣ的Ｍ－Ｔ曲线，插图为ｄＭｄ丁与温度的关系曲线
颗粒尺寸的长大。
性质；而表面、界面存在较多的缺陷如空位、应力和
为了更清楚地研究颗粒尺寸随着热处理温度的变 悬键等，其磁相互作用明显被改变并导致磁无序状态，
化情况，在高分辨透射电子显微镜（ＨＲＴＥＭ）下对样
品的形貌和尺寸分布进行观察，并进行选区电子衍射，
结果如图２所示。从图２ａ可以看出，经过６００℃，
（ａ）４０～５０ ｎｍ，（ｂ）９０－１００ ｎｍ，ａｎｄ（ｃ）１４０—１５０ ｎｍ
ｉ 葚
吾
图５不同纳米晶粒（Ｌａ０．４７Ｇｄ ｏ．２）Ｓｒｏ．３３Ｍｎ０３磁熵变曲线 Ｆｉｇ．５ Ｍａｇｎｅｔｉｃ ｅｎｔｒｏｐｙ ｃｈａｎｇｅ ｆｏｒ（Ｌａｏ．４７Ｇｄｏ．２）Ｓｒｏ ３３ＭＮ０３ ｓａｍｐｌｅｓ ｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｎａｎｏｃｒｙｓｔａｌ ｇｒａｉｎ ｓｉｚｅｓ：（ａ）２ Ｔ ａｎｄ（ｂ）５ Ｔ
中图法分类号：ＴＭ２７
文献标识码：Ａ
文章编号：１００２．１８５Ｘ（２０１０）１１－１９４８．０４
近年来，具有类钙钛矿型结构稀土锰氧化物 Ｌａｌ。ＴｘＭｎ０３（Ｔ为Ｂａ、Ｃａ、Ｓｒ等二价碱土元素）因 其在居里温度死附近具有庞磁电阻效应，并且其居里 温度可通过适当的掺杂进行调节，是一种有发展前途 的室温磁制冷工质，引起了科学界的广泛兴趣并成为 凝聚态物理和材料科学研究的前沿和热点问题【１，２】。因 此，有关钙钛矿型结构的稀土锰氧化物材料磁热效应 的研究层出不穷［３，４】。传统的钙钛矿结构稀土氧化物材 料一般都采用固相反应法制备，这种方法通常需要较 高的晶化烧结温度（‘。般为１０００～１６００℃）和较长的时 间及多次高温烧结才能得到单相样品，产物的颗粒尺 寸难以控制［５。】。为了弥补这种传统制备方法的不足， Ｖａｚｑｕｅｚ等人提出以柠檬酸为金属离子络和剂的溶胶一 凝胶法，在较低烧结温度（８００～１０００℃）下，而且不 需要任何球磨过程就可制备出颗粒均匀细小的钙钛矿 结构稀土氧化物材料【８１。但是，对于掺杂组分元素较 多的多组元体系，各醇盐的水解过程很难控制同时进 行，容易产生不纯相，产物的结晶状况差。为了克服 上述两种制备方法的缺点，我们课题组采用非晶态多 核配合的方法，通过控制热处理工艺制各出颗粒尺寸 不同的（Ｌａｏ．４７Ｇｄ ｏ．２）Ｓｒｏ．３３Ｍｎ０３纳米多晶样品‘９１，并详细 研究了不同纳米颗粒尺寸的（Ｌａｏ＿４７ Ｇｄ ｏ．２）Ｓｒｏ．３３Ｍｎ０３的