有机高分子磁性材料研究进展
有机高分子磁性材料研究综述
有机磁性材料研究综述摘要:有机磁性材料是最近二十多年发展起来的新型的功能材料,因为其结构的多样性,可用化学方法合成,相比传统磁性材料具有比重低、可塑性强等等优点，因此在新型功能材料方面有着广阔的应用前景。
本文综述了高分子有机磁性化合物的发展和研究近况，及其有机高分子磁性材料的分类及其应用前景。
关键词：有机磁性材料结构型复合型Review on the research of organic magnetic material Abstract: organic magnetic material is a new functional material in recent twenty years, because of the diversity of its structure, synthetized by chemical method , compared with the traditional magnetic materials with a low specific gravity, high plasticity, and so on, so it has a broad application prospect in the new functional materials.This paper reviews the development and research status of high polymer organic magnetic materials’compounds, classification and its application prospect.Key word: organic magnetic material intrinsic complex一、简介历史上记载的人类对磁性材料的最早应用是中国人利用磁石能够指示南北方向的特性,将天然磁石制成的司南,这一发明对航海业的发展有着重要的推动作用。
有机磁性材料的合成与性能研究
有机磁性材料的合成与性能研究近年来，有机磁性材料作为一种新型的材料，引起了科学家们的广泛关注。
有机磁性材料结合了有机化学和磁性材料的特点，具备了一系列独特的性质和应用潜力。
本文将从有机磁性材料的合成方法、性能研究以及应用前景三个方面进行探讨。
有机磁性材料的合成方法多种多样，其中最常见的是通过有机合成的手段来合成。
有机磁性材料的结构普遍包含了一个或多个共轭系统和磁性团基。
利用有机合成方法，科学家们可将有机分子与磁性团基有机化合物进行一系列的反应，进而合成出具有磁性的有机材料。
例如，利用碳-碳键和碳-氮键的形成，可以构建具有磁性的有机磁性材料。
此外，利用氧化还原反应、烷基化反应等，也可实现有机磁性材料的合成。
这些合成方法不仅简便易行，而且产率较高，可以满足很多应用需求。
通过对有机磁性材料的合成方法的研究，科学家们还发现了一些新的有机磁性材料，并展示了它们特殊的性能。
有机磁性材料是一类自发磁化的材料，具有自旋有序、自旋玻璃以及自旋液体等性质。
这些特殊的性质使得有机磁性材料在新型磁性材料设计与合成中具有巨大的潜力。
此外，有机磁性材料还具备着可调控性高、器件制备便捷等优点。
通过对有机磁性材料进行性能研究，研究人员可以深入了解这些材料的内部结构、电子结构以及磁性特性，为进一步优化合成方法和提高材料性能提供了重要的理论基础。
除了合成方法和性能研究，有机磁性材料还有着广阔的应用前景。
由于其独特的性质，有机磁性材料可以应用于信息存储、传感器、电子器件等领域。
例如，有机磁性材料可以作为磁性记录介质，用于高密度、高速度的信息存储；同时，有机磁性材料还可以作为传感器材料，用于检测环境中的磁场变化。
此外，有机磁性材料还可以应用于柔性电子器件以及生物医学领域。
这些应用领域的拓展，将进一步推动有机磁性材料的研究和发展。
有机磁性材料的合成与性能研究是当前材料科学领域的热点之一。
通过不断改进合成方法，深入研究材料的性能以及探索应用前景，有机磁性材料必将成为未来材料科学领域的重要研究方向。
高分子有机磁性材料
高分子有机磁性材料1 引言磁性材料是一簇新兴的基础功能材料。
虽然早在3000多年前我国就已发现磁石相互吸引和磁石吸铁的现象, 并在世界上最先发明用磁石作为指示方向和校正时间的应用, 在《韩非子》和东汉王充著的《论衡》两书中所提到的“司南”就是指此, 但毕竟只是单一地应用了天然的磁性材料。
人类注意于磁性材料的性能特点、制造、应用等的研究、开发的发展历史尚不到100年时间。
经过近百年的发展, 磁性材料已经形成了一个庞大的家族,按材料的磁特性来划分, 有软磁、永磁、旋磁、记忆磁、压磁等; 按材料构成来划分, 有合金磁性材料, 铁氧体磁性材料, 分类情况如下:上述材料尽管种类繁多, 庞杂交叉, 但都属于无机物质的磁性材料或以无机物质为主的混合物质磁性材料。
近年来, 由于一种全新的磁性材料的面世, 使磁性材料家族喜添新成员, 这就是高分子有机磁性材料,其独特之处在于它属于纯有机物质的磁性材料。
过去一般认为, 有机高分子化合物是难于具有磁性的, 因此本身具有磁性的有机高分子化合物的出现, 就是高分子材料研究领域的一个重大突破。
有机高分子磁性材料的发现被国内外专家认为是80年代末科学技术领域最重要的成果之一, 它的发现在理论和应用上可与固体超导和有机超导相提并论。
有可能在磁性材料领域产生一系列新技术。
2高分子有机磁性材料的主要性能特点由于高分子有机磁性材料既属于高分子有机材料, 又属于磁性材料, 对这类材料的研究属于交叉科学,人们对这类新型材料的研究和认识尚处于起步阶段,因此尽管专家们已对其进行了多方面的测量、试验和分析、研究, 但对其特性的认识仍很不系统、很不准确、很不全面。
从现已了解到的一些测试数据和分析情况可以初步看出其主要的性能特点:(1) 该材料是采用与过去所有磁性材料的制备方法完全不同的高分子化工工艺制成的高分子有机物质,是高分子有机物再加上二茂铁的络合物, 分子量高达数千。
该类材料和元件制备的主要工艺流程如图1。
磁性材料研究进展：新型磁性材料的性能与应用探索
磁性材料研究进展：新型磁性材料的性能与应用探索引言磁性材料是一类具有特殊磁性性质的材料，广泛用于各个领域，如电子器件、磁存储、医学影像等。
随着科技的发展，对于磁性材料的性能和应用的需求也越来越高。
本文将着重介绍新型磁性材料的研究进展，包括其性能优势、实验准备及过程、以及在各个专业领域的应用。
一、新型磁性材料的性能优势新型磁性材料的研究旨在寻找具有更高磁性能、更低能耗、更广泛温度适应性和更好的稳定性的材料。
在物理学定律的指导下，我们可以通过磁性材料的化学组成、晶体结构等方面进行改进，以获得更好的性能。
一种被广泛研究的新型磁性材料是稀土永磁材料。
定律中磁动力学性质和永磁性质的关联可以指导我们设计稀土永磁材料，使其具有更高的剩磁和高矫顽力，以满足现代电子产品对磁性材料的需求。
同时，通过研究稀土磁性材料的自旋耦合机制和磁畴壁移动特性，我们还可以尝试设计出具有更低的翻转能耗和更高的翻转速度的材料。
二、实验准备及过程为了研究新型磁性材料的性能，我们需要进行一系列实验。
下面是一个基于磁畴壁移动的实验过程的详细解读。
1. 实验准备首先，我们需要选择合适的磁性材料样品。
在选择过程中，我们可以根据需要的性能参数来筛选出合适的样品，如剩余磁场、矫顽力和磁化曲线等。
接下来，我们需要准备一台高分辨率的磁力显微镜。
这种显微镜可以通过磁力探测器检测样品表面的磁场变化，并通过显微镜镜头对其进行放大和观察。
最后，我们需要一个外加磁场的装置。
这个装置可以提供一个稳定的外部磁场，以研究样品中磁畴壁的移动。
2. 实验过程在实验过程中，我们首先将样品放置在磁力显微镜中，并通过调整显微镜镜头的位置和焦距来获得最佳的观察效果。
然后，我们将外部磁场应用到样品上，以产生足够的磁场梯度，使磁畴壁得以移动。
在应用外部磁场后，我们可以观察到样品表面磁畴壁的移动。
通过显微镜镜头的放大和磁力探测器的信号，我们可以了解样品中磁畴壁的形态和移动速度。
同时，我们还可以通过改变外部磁场的方向和强度，来研究磁畴壁的响应行为。
磁性高分子材料的研究及应用进展
磁性高分子材料的研究及应用进展作者：xxx 单位：xxx摘要磁性高分子材料的发展意义，概述了结构性和复合型两类磁性高分子材料，概述了磁性高分子材料的应用与发展和前景。
关键词磁性高分子；结构性;复合型；磁性高分子微球；应用；前景1.引言早期的磁性材料来源于天然磁石，以后才利用磁铁矿（铁氧体）烧结或铸造成磁性体。
现在工业上常用的磁性材料主要有三大类：氧化体磁铁、稀土类磁铁和铝镍钴合金磁铁。
由于它们具有硬而脆、加工性差的缺点，无法制成复杂、精细的形状，因而在工业应用中具有很大的局限性。
为了克服这些缺陷，将磁粉混炼于塑料或橡胶中获得的高分子磁性材料具有相对密度轻，易加工成尺寸精度高和复杂形状的制品等优点，因而受到人们的关注。
在现代科技迅猛发展中，特别是在电子技术方面，磁性材料得到广泛的应用。
研究物质的磁性，开发新型磁性材料，具有十分重要的意义。
2.磁性高分子材料的分类]1[磁性高分子材料主要分为结构型和复合型两大类。
结构型磁性高分子材料是指本身具有强磁性的高分子材料，如聚双炔和聚炔类聚合物，含氮基团取代苯衍生物，聚丙稀热解产物等复合型高分子磁性材料是由高分子物与磁性材料按不同方法复合而成的一类复合材料，可分为粘接磁铁、磁性高分子微球和磁性离子交换树脂等不同类别，从复合材料概念出发，通称为磁性树脂基复合材料。
3.结构型磁性高分子材料]2][1[聚合物本身具有强磁性的材料，最早由澳大利亚科学家合成的PPH （聚双-2,6-吡啶基辛二晴）。
随后，日本东京大学物理研究所的管野中教授的合成了一种新的聚合物——PPH·FeSO4强磁性体，这是一种可与磁铁矿相匹敌的有机高分子强磁性体，这种黑色聚合物耐热性好，在空气中加热到300℃亦不分解，但它不溶于有机溶剂，如将其加工成薄膜或板材等制品则比较困难。
美国俄亥俄州立大学非金属材料和塑料研究所研制出一种新型的聚合物塑料磁铁，早期的聚合物磁铁只能在-263℃的超低温状态下保持稳定的磁性。
磁性材料的研究进展与应用
磁性材料的研究进展与应用现代科技离不开材料科学的发展，而磁性材料便是其中的一个重要分支。
磁性材料在生产生活以及军事国防等各个领域都有广泛的应用，其重要性不言而喻。
近年来，磁性材料的研究也在不断深入，这篇文章就来谈一谈磁性材料的研究进展与应用。
一、人造磁体的磁场稳定性研究人造磁体的磁场稳定性是判断其使用寿命的关键指标之一。
磁场稳定性并不能通过一两次测量就确定，而是需要长时间的跟踪观测。
为了提高人造磁体的磁场稳定性，研究人员从各个方面入手，如材料制备、工艺改进、设计优化等。
在新材料的研究方面，研究人员发现具有高磁各向异性和高饱和磁感应强度的纳米晶粒磁体具有较好的稳定性。
同时，改进制备工艺也能提高磁体的稳定性。
比如改进成分比例、优化离子注入能量等。
在磁体设计方面，改变线圈组合方式、优化感应体积等也能提高磁场的稳定性。
深入研究人造磁体磁场稳定性的同时，也需要充分考虑其实际使用环境。
比如在核聚变反应堆等高辐射环境下的稳定性问题。
只有在真正的实际环境中进行测试，才能更准确地评估其稳定性表现。
二、磁制冷技术的应用磁制冷技术是一种新兴的制冷技术，与传统气体制冷、压缩机制冷等技术相比，磁制冷技术具有更高的制冷效率、更低的工作噪声、更小的体积等优势。
利用磁制冷技术可以制造出更节能、更环保、更健康的制冷设备。
磁制冷技术的核心就是磁性材料的磁焓变化，当一个磁体受到外界磁场的作用时，会发生一定的磁焓变化，这种磁焓变化会转化为温度变化，从而实现对制冷介质的冷却效果。
通过对磁性材料的磁焓变化机制的深入研究，科研人员逐渐掌握了其制冷原理。
目前，磁制冷技术已经在各个领域得到了广泛应用。
比如在电子设备、汽车空调、医疗领域等。
三、高磁场环境下的研究高磁场环境下的磁性材料研究一直是磁性材料领域的热点之一。
在高磁场环境下，磁性材料的磁化状态会发生变化，其性能表现也会发生变化。
因此，研究高磁场下的磁性材料，不仅对于制造高磁能器件、储能器等有着重要意义，还能推动整个磁性材料领域的发展。
4高分子磁性材料的研究近况
高分子磁性材料的研究近况曹民干 赵张勇 张亦弛 冯 产 (同济大学材料科学与工程学院,上海 200092) (青岛伦敦杜蕾斯有限公司,青岛 266022) 摘要 综述了高分子磁性材料的发展和研究近况。
用化学合成方法可得到结构多样的高分子磁性材料,这些材料具有较好的磁性能、力学性能、光性能及电性能,在超高频装置、高密度存贮材料、吸波材料、微电子工业和宇航工业等需要轻质磁性材料的领域有很好的应用前景。
关键词 高分子磁性材料 高分子磁性化合物 有机金属磁体 复合型 结构型 电荷转移络合物 随着社会发展和科技进步,强铁磁性材料和亚铁磁性材料已经在各领域进行应用,如雷达和卫星通信磁性器件、军事隐形材料、探测太空反物质磁谱议、核磁共振成像试验仪器、磁性无摩擦轴承发电机、磁悬浮列车、各种先进的医疗器械、扩音器械、磁性麦克风、磁性数据存储材料、微电子器件、磁发动机等领域[1]。
由于传统磁性材料必须经过高温冶炼才能得到应用,而且因为密度大,精密加工成型很困难,加工过程中的磁损耗很大等原因,使得传统磁性材料在高新技术和尖端科技应用受到很大限制。
高分子磁性材料因为其结构种类呈现多样性,较适合通过化学方法合成[2]得到磁性能与力学性能、光性能、电性能均较好的综合性能。
这类磁性材料还具有磁损耗小和特轻质磁性等特点,很适合应用在超高频装置、超高密度存贮材料、吸波材料、微电子工业和宇航等领域。
1 高分子磁性材料的分类高分子磁性材料主要分为复合型和结构型两大类,是以高分子树脂为基体,再加入各种磁粉加工成型而制得的具有一定强度和磁性的复合材料体系。
高分子基体树脂可根据综合理化性能[3]的实际需要和成本情况选用不同的聚合物种类,磁性主要靠具有磁性的填充物质而得到。
磁性塑料是高分子磁性材料中用得比较多的一种材料,它是以塑料为粘结剂的磁性体,俗称塑料磁铁[4],带有塑料和磁性材料的特性,具有机械加工性能好、易成型、生产效率高的优点,可成型形状复杂的制品,且尺寸比较精确。
高分子材料的磁性与磁响应性能研究
高分子材料的磁性与磁响应性能研究引言：高分子材料的磁性和磁响应性能在材料科学和工程领域中具有重要的意义。
随着科技的不断进步，高分子材料的磁性和磁响应性能研究已经取得了显著的进展。
本文将重点介绍高分子材料的磁性原理以及磁响应性能的研究进展，并探讨其潜在的应用前景。
一、高分子材料的磁性原理高分子材料的磁性主要通过引入磁性功能单体或纳米颗粒来实现。
其中，磁性功能单体是指具有磁性的单体分子，通过聚合反应可以形成高分子链。
磁性纳米颗粒是指具有磁性的纳米尺度颗粒，可以与高分子链相互作用，从而实现高分子材料的磁性。
常用的磁性纳米颗粒包括磁性氧化铁纳米颗粒、磁性金属纳米颗粒等。
二、高分子材料的磁响应性能研究1. 磁化行为高分子材料的磁响应性能研究中最重要的参数之一是磁化行为，即材料在外加磁场下的磁化程度。
磁化行为可以通过测量磁化曲线来揭示材料的磁性特性。
磁化曲线通常由磁化强度随外加磁场强度变化的关系图表示。
通过分析磁化曲线，可以得到材料的磁化饱和强度、矫顽力等磁性参数，从而评价材料的磁响应性能。
2. 领域和反转过程当高分子材料中引入磁性纳米颗粒时，这些颗粒会在外加磁场的作用下形成磁化区域，即磁场的方向在颗粒周围发生改变。
这些磁化区域的形成和反转过程对材料的磁响应性能具有重要影响。
通过控制颗粒的分散性和尺寸等因素，可以调控高分子材料的领域和反转过程，从而实现磁性材料的定制化设计。
3. 磁响应性能的调控高分子材料的磁响应性能可以通过多种方法进行调控。
首先，可以通过调整材料中磁性纳米颗粒的含量和分散性来改变材料的磁响应性能。
其次，可以通过改变材料的化学结构和分子构造来调节材料的磁性行为。
此外，还可以通过外加场的作用和温度的控制等方式来调控材料的磁响应性能。
三、高分子材料磁性的应用前景1. 功能材料高分子材料的磁性和磁响应性能使其具备了广泛的应用前景。
首先，高分子材料可以作为功能性材料，用于制备具有特殊磁性功能的器件和传感器等。
高分子磁性微球的研究进展
（１ ）
ｏ ◎ ⑧
（ ２） （ ３） （ ４）
包埋 法 是 运用 机 械搅 拌 、 声 分 散等 方 法 使 子 溶液 中 ， 过 雾化 、 通 絮凝 、 沉 积 、 发 等 手段 制 得磁 性 高 分子 微 球 。磁 性 粒 子 蒸 表 面 由于 有 大量 的羟基 存 在 ， 亲水 性 高 分子 之 间 与
郭 卫强 ，焦艳 华
（ 杭州师范大学生物医药与健康 中心 ，浙江 杭州 ３ ２ ） １１ １ １ 摘 要 ： 述了磁性 高分 子微球 的最新研究进展 ，并介绍 了高分子磁性微球制备方法 中比较经典的几种 ，并 综 比较 了他们各 自的优 势和不足。并对高分子磁性微球的研究方 向的未来 发展进行 了展望 。 关键词 ： 纳米磁性 ； 磁性微球 ； 高分子微球
们在人体 内安全无毒 ， 可降解 ， 不与人体组织器官产 生免 疫 原性 ， 种 性质 在 靶 向药 物 中尤其 重 要 。（ 这 ４ ） 功能基特性 ， 生物高分子有多种活性功能基 团， 如
一
Ｏ Ｈ，一 Ｃ Ｏ Ｏ Ｈ，一 Ｃ Ｏ，一 Ｎ ，，一 Ｓ Ｈ Ｈ Ｈ等 可连
接具有 生物 活性 的物质 ， 免疫蛋 白、 如 生物 酶等 ｐ。 】
图 １ 高分 子磁 性微 球 的 ４种模 型
高分 子磁 性微 球 的优势 主要 体现 在 以下 ４个 特 性上 ： １ 表 面积效 应 和体 积效 应 ， （） 由于微 球 的粒 径
存 在一 定 的 亲 和力 ， 以把 磁 性粒 子 浸 泡 于这 些 高 所 非常小 ， 导致其表面积与体积的比值急剧增大 ， 从而 分子的溶液中 ， 再经过乳化等处理过程 ， 就可 以在磁 使 其 表 面能 大 大增 加 ， 很 多反 应 中表 现 出常规 试 在 性粒子表面形成高分子壳层 。在此过程中， 使用交 剂不曾有的表面活性 Ⅲ ２ 超顺磁效应 ， 。（ ） 由于磁性 联剂对高分子壳层进行稳定化处理 ， 更可以进一步 材 料 的 加 入 ， ｌ 料 的超顺 磁 性 也 成功 地 引 入到 磁 生材
磁性材料的研究进展
磁性材料的研究进展磁性材料是一类具有磁性的材料，广泛应用于电子、信息、能源、医学以及环境保护等领域。
随着科技的不断进步，磁性材料的研究也在不断发展和进步。
本文将对磁性材料的研究进展进行详细介绍。
首先，磁性材料在电子领域的应用研究日趋重要。
目前，磁性材料被广泛应用于磁存储技术中。
通过研究新型磁性材料的磁性能，可以提高存储介质的密度和稳定性，提高存储器的读写速度和容量。
例如，高饱和磁感应强度的钕铁硼磁性材料被用于制造磁盘和硬盘驱动器等磁存储设备，大大提高了数据的存储密度和读写速度。
此外，磁性材料还被用于制造传感器、电子元件和电机等。
其次，磁性材料在医学领域的应用也在快速发展。
磁性材料可以作为医学影像诊断中的造影剂，通过其在磁场中的磁性特性，对人体组织和器官进行成像，提供准确的诊断信息。
同时，磁性材料还可以用于治疗，如磁控释药系统可以实现对药物的定向输送。
另外，磁性材料的治疗性质也被应用于肿瘤治疗中，通过磁性材料的磁性热效应，对肿瘤进行热疗。
再次，磁性材料在能源领域的应用也日益广泛。
磁性材料被用于制造永磁发电机，提高发电效率和稳定性。
此外，磁性材料还可以作为磁性储能材料，储存和释放电能。
新型磁性储能材料的研究也有望提高能量储存密度和充电速度，开启更加高效的能源存储和利用方式。
最后，磁性材料在环境保护领域的应用也日益受到重视。
磁性材料可以用于污水处理和水质检测中，通过其磁分离的特性，可以高效去除水中的有害物质。
磁性材料还可以用于废水处理中的重金属去除和污染物的吸附，为环境保护和水资源开发提供新的途径。
总之，磁性材料的研究进展取得了巨大的成果，广泛应用于电子、医学、能源和环境保护等领域。
随着人们对新材料的需求不断增加，磁性材料的研究将继续深入发展。
未来，我们可以期待更加高性能和创新的磁性材料的应用和研究。
有机磁性材料的制备及其性能研究
有机磁性材料的制备及其性能研究有机磁性材料是指具有磁性的有机化合物或材料，它们具备传统无机磁性材料的磁性特性，同时还具有许多有机材料的优异性能，比如良好的可溶性、可加工性、可调性等等。
因此，有机磁性材料在生物医学、数据存储、磁性催化、磁性共振成像等领域具有广泛应用前景。
本文将着重介绍有机磁性材料的制备方法及其性能研究。
一、有机磁性材料的制备方法1. 自由基聚合法自由基聚合法是制备有机磁性材料常用的方法之一。
一般是将含有磁性分子的单体与其他单体混合，并加入自由基引发剂，在反应体系中形成自由基，引发单体的聚合反应，从而得到有机磁性高分子。
未来有机磁性材料的自由基聚合法有望发展成为一种高效可控性好的制备方法。
2. 模板法模板法是一种适用于制备有机磁性材料的重要手段。
其主要原理是在空隙较小的模板孔道内，利用合适的有机或无机化合物，通过一定的反应过程生成所需的有机磁性材料。
模板法适用于多种形态的有机磁性材料如纳米线、纳米球、纳米片等的制备。
3. 化学气相沉积法化学气相沉积法也是一种常用的制备有机磁性材料的方法。
其主要原理在于将站在化学反应极限边缘的化学物质暴露在高温度、低压、惰性气氛下，利用分子间的作用力在基底表面上沉积出定向生长的有机磁性材料薄膜。
二、有机磁性材料的性能研究1. 磁性性能研究由于有机磁性材料磁性比较弱，因此常用的测试方法有SQUID（超导量子干涉仪）磁性测量法、交流磁化测量法等。
这些方法能够对有机磁性材料进行高精度磁性测量，并对磁性行为进行精确的分析。
2. 表面形态观察表面形态观察是评定有机磁性材料形态和结构的重要手段。
研究人员常用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等设备来观察有机磁性材料的形貌和结构，并通过相关数据分析来分析有机磁性材料的物理性质。
3. 电学性能研究有机磁性材料常常具有良好的电学性能，包括导电性、光电转换性、介电性能等。
因此，研究人员常用电学性能研究手段，如电导率测量、光电子能谱、磁光谱等手段对有机磁性材料进行相关性能分析。
有机高分子材料在制备粘结磁体的研究与应用
有机高分子在制备粘结磁体中的研究与应用侯志宇10707140123（中南大学粉末冶金研究院高分子材料与工程1401）摘要粘结磁体材料是把一种或两种永磁粉末用树脂及其他粘结助剂混合均匀并采用一定的成型方法制备出的复合磁体。
本文通过查阅资料介绍粘结磁体的粘结剂种类与用量、加工成型方法和固化方式对粘结磁体性能的影响，并粗略介绍磁性高分子材料的分类与应用。
关键词粘结磁体粘结剂成型加工磁性塑料粘结永磁材料是把一种或两种永磁粉末用树脂及其他粘结助剂（如偶联剂、稀释剂等）混合均匀并采用一定的成型方法如注射成型、温压成型成型和流动温压成型等而制备出的复合永磁体．粘结磁体与烧结磁体相比,可一次成形,无需二次加工、可以做成各种复杂形状的磁体,这些优点使得粘结磁体广泛应用于计算机外设、办公自动化、电子产品以及其他微特直流电机等领域, 与应用需求相适应的各种应用研究也在如火如荼的进行着．纵观我国目前粘结永磁材料的研究进展,大多着眼于磁性粉体制备以及加工成型方法研究,而对于粘结剂及助剂的研究则比较少.但从另一方面来说,复合型磁性高分子材料的研究往往着眼于高分子基体的研究,对其加入的磁粉却着墨不多.但材料作为一门交叉学科,尤其是粘结磁体这样的复合材料,不但要对其金属材料的磁性粉体深入的研究,对于高分子材料的粘结剂也要充分研究.本文通过查阅资料将从粘结剂的种类与用量、成型工艺和固化条件三个方面介绍高分子材料在制备粘结磁体的应用以及发展趋势.一、粘结剂的种类和用量对粘结磁体的影响(一)粘结剂及助剂粘结剂在制备粘结磁体中的作用是增加磁粉颗粒的流动性和它们之间的结合强度,赋予磁体一定的力学性能和耐腐蚀性能．不同种类的粘结剂对磁体工艺性能、力学性能及磁性能都会产生不同的影响,粘结剂的选择是制作粘结磁体的关键．目前用于制造粘结磁体的粘结剂主要有两大类: 一类是低熔点的金属,如Zn、Pb、Sn和Pb－Sn合金等[1]; 另一类是有机高分子,包括热固性树脂、橡胶、热塑性树脂等,常用的橡胶粘结剂主要有合成橡胶与天然橡胶两种类型,可以应用在柔性复合磁体的制造中,但是与传统的塑料类材料相比,该种材料的成型与加工非常困难.热塑性粘结剂主要为聚酞胺(PA)、聚丙烯和聚乙烯等,其中PA类最常见,目前最常用的PA基体是尼龙6和尼66等.除了上述这些聚合物基体外,国内还有用二茂金属高分子铁磁体1作者简介：侯志宇（1995-）男，浙江省台州市，高分子材料与工程1401粉作粘结剂与快淬NdFeB磁粉复合制成磁性高分子粘结NdFeB磁性材料,其磁性能比环氧树脂粘结NdFeB 的磁性能高[3].目前普遍认为注射成型用热塑性粘接剂比较好,压缩成型用热固性粘接剂比较好．在压缩成型中,用黏度适中的液态环氧树脂比用固态环氧树脂更能获得优良的性能．近年来,我国也在研究粘结磁体专用粘结剂,型号为BM-2C 的专用树脂粘结剂,对改善粘结和成型效果较好,目前已批量生产．偶联剂是粘结磁体制备中常用的一种原材料．由于粘结磁体制备所用的磁粉是亲水性的,粘结剂是亲油性的,二者直接混合粘结效果较差,所以在制备粘结磁体时加入偶联剂,可使金属磁性粉末颗粒的表面变成亲油性,从而使磁粉与粘结剂的亲和性增强,提高结合力．除此之外,偶联剂还可以提高磁粉表面的抗氧化能力,增强粘结磁体的强度和热稳定性．偶联剂的类型和用量不同,所起到的有益影响程度也不同．目前常用的偶联剂有两种,即钛酸酯偶联剂和硅烷偶联剂,硅烷偶联剂对抗压强度的改善比较明显,钛酸酯偶联剂对磁性能的影响比较明显[1]．(二)环氧树脂粘结剂环氧树脂粘结剂是粘结磁体中最常用的粘结剂,较少的用量即可达到粘结的目的,并获得最佳综合性能,因此,在粘结磁体领域得到了广泛应用．对于不同环氧值的环氧树脂胶粘剂及其含量对粘结NdFeB磁体性能的影响,林万明等的研究结果表明,制备粘结磁体的理想粘结剂是环氧值较高且与磁粉表面相容性好的树脂,当粘结剂质量分数为2% ～3%时,磁体性能最佳．张涛等分别用环氧树脂和聚四氟乙烯( PTFE) 制备粘结NdFeB磁体,PTFE 磁体的不可逆损失、剩磁的温度系数和矫顽力的温度系数较环氧树脂粘结磁体的大,但PTFE 磁体矫顽力的温度系数随着温度的升高是逐渐减小的．刘桂明等研究了粘结剂环氧值影响磁体磁性能及抗压强度的规律及其机理,研究表明,在优化的固化工艺条件下,采用环氧值适中的环氧树脂制备的磁体,具有较好的磁性能和抗压强度[1]．陈德波等研究表明粘结剂的含量直接影响了粘结磁体的密度和非磁性物质的体积分数, 进而影响了磁体磁性能.随粘结剂含量的增加, 磁体磁性能先增大后降低.粘结剂的含量同样直接影响磁体的抗压强度, 抗压强度随粘结剂含量的增加先增大后降低.实验优化出的最佳粘结剂添加量为2.5 %,此时, 磁粉被较好地包覆和粘结, 且无多余的粘结剂存在, 制备出的磁体密度、磁性能和抗压强度均达到了最大值[10].环氧树脂的状态（液态或固态）对磁体性能的影响目前有两种比较矛盾的看法,有人认为使用固态的环氧树脂制备的粘结磁体比使用液态的环氧树脂制备的粘结磁体具有更高的密度和更好的磁性能．原因是固态环氧树脂对磁粉的包裹和混合效果好,而液态环氧树脂由于黏度低、流动性好,在混料造粒时,容易流淌偏聚,很难把全部磁粉都均匀包裹分散,进而难以实现各个磁粉颗粒之间良好的交换耦合．另一种看法正好和上述看法相反,认为液态的环氧树脂制备的粘结磁体具有更高的密度和更好的磁性能．理由是加入固态树脂的磁粉较之液态树脂处理过的磁粉,流动性变差,在压制过程中由于颗粒间摩擦力大、压力损失也随之增大,成型后磁体相对密度较小而磁性能也有所下降．单就液态环氧树脂而言,情况也不尽相同．黏度较低的双酚F 树脂,虽然流动性好,减小了粉末间的摩擦力,但与磁粉的结合力较弱,在粘结磁粉填充孔隙、提高磁体密度时贡献很小,而黏度稍大的双酚A 型环氧树脂（如E-44）与磁粉结合力较强,经它们处理过的磁粉可以随粘结剂“流动”进而很好的填充粉末间孔隙,因此所得到的磁体致密化程度相对较高[1]．(三)P A和PPS粘结剂注射NdFeB磁体通常以尼龙（PA）树脂为粘结剂,磁粉装载量可达93%（质量分数）,磁性能较高.但PA树脂具有吸水率高、耐热温度低、耐腐蚀性能差以及高温强度低等缺点,导致PA/NdFeB注射磁体不能在某些特殊应用环境（如高温、高湿或强腐蚀性环境）下正常工作.聚苯硫醚（PPS）树脂具有良好的机械（刚度、冲击韧性、耐磨性）、耐热、防水和耐腐蚀性,利用该树脂制备的注塑磁体可在高温高湿或强腐蚀性环境下工作.但PPS树脂熔融后粘度较高,难以装载高质量百分比的磁粉.因此,如何制备高磁粉装载量的PPS/NdFeB注射磁体成为国内外关注的重点.日本Mate、住友金属矿山等公司在高磁粉装载量PPS/NdFeB 注射磁体的研究居于世界前列,批量制备PPS/NdFeB注射磁体最大磁能积(BH)max可达44～56kJ/m3.国内中南大学、北京科技大学等单位也先后对PPS/NdFeb注射磁体的制备进行了积极探索,取得一些初步成果,但研究水平距离国外还有一定差距[11].(四)复合型粘结剂华中科技大学的张修海对复合粘结剂体系制备粘结NdFeB磁体进行了充分的研究,认为同时使用两种以上的粘结剂制备粘结永磁体,可以弥补使用单一粘结剂带来的缺陷．而且使用两种以上粘结剂制备的NdFeB粘结磁体,其力学性能比使用单一粘结剂制备的NdFeB磁体高,磁性能与单一粘结剂制备NdFeB磁体的相当[1]．二、成型工艺目前粘结永磁材料的成型方法主要有模压成型、注射成型、挤压成型和压延成型等.在这4 种成型方法中模压成型和注射（注塑）成型研究和应用较多.特别是模压成型由于具有添加剂加入量少,磁性能相对较高,成型方法简单等特点[1],对其研究尤为深入和普遍．同时有许多新的成型方法不断出现和发展,比较先进的有温压成型以及结合注射成型的流体温压成型.(一)注射成型注射粘结磁体具有外形复杂、尺寸精确、可一体成型和生产效率高等特点,广泛用于汽车、电子、信息及自动化等领域.注射成型的工艺参数有注射温度、注射速率和注射压力.杨凯等研究注射工艺对高磁粉装载量PPS/NdFeB粘结磁体磁性能的影响,发现随注射温度升高,PPS/NdFeB粘结磁体密度先增加,当注射温度超过300 0C,磁体密度变化很小.磁体Br、H cb和（BH）max也随温度增加先增大后减小,3050C时达到峰值,但H cj却逐渐下降.注射速率是单位时间内注入模腔中熔体的容积.由于PPS/NdFeB注射粒料的磁粉装载量高,当注射速率较低时,熔体注入模腔容积小,散热快,熔体温度迅速降低,粘度迅速增加,因而流动速率降低,充填阻力增加,很难完成对型腔的充填,磁体易出现欠注和冷隔等缺陷.因此,高磁粉装载量的PPS/NdFeB体系应选择较高的速率（80%V max以上）注射.注射压力是注射时螺杆计量室建立的熔体压强.当注射压力较低时,高磁粉装载量PPS/NdFeB熔体从注射机射嘴脱离进入模具型腔后压力不足,无法克服从喷嘴—流道—浇口—型腔的压力损失,熔体不能充满模腔.因此,高磁粉装载量PPS/NdFeB体系应选择较高压力注射[11](二)温压成型温压工艺是由Hoeganaes公司的Musella等人在20 世纪80 年代末开发出的一种新工艺,它是在一定温度及特殊润滑剂条件下压制成形、烧结,制备高密度、高性能、低成本粉末冶金材料与零件的新技术.许启明等研究发现采用温压工艺能得到磁能积相对高的磁体,随着温压温度的升高,粘结NdFeB磁体的磁能积呈现先增大后减小的趋势,这是因为粘结剂在一定温度范围内的液态流动性较高,从而有利于减小磁粉在温压成型过程中的摩擦力,降低颗粒间的孔隙率,提高压坯密度,进而提高磁体的磁能积.但是,当温度过高时,粘结剂由于粘度的降低削弱了磁粉与粘结剂的结合力,很容易出现粘结剂和磁粉的脱离,造成磁粉之间的直接接触,增大压制过程中的摩擦损失,降低有效压力,从而使磁能积降低.因此,在采用温压工艺制备磁体时不仅要考虑固化温度,还要兼顾粘结剂的软化点和粘度这两个因素[8].(三)流动温压成型2001 年由德国Fraunhofer先进材料与制造研究所首次报道的“流动温压成型技术”是结合温压成型工艺和金属粉末注射成型工艺的优点而提出来的一种新型近净成型技术,由于流动温压成型技术采用的经适量粘结剂处理过的混合粉末在70~130℃温度范围内具有粘流行为,因此可在传统压机下精密成型带有与压制方向垂直的凹槽、孔和螺纹孔等的复杂形状零件,而不需后续的二次加工.目前国内高校如华南理工大学和中南大学对流动温压技术进行了系统研究,刘云鹤等利用流动温压成型工艺制备具有较高矫顽力温度系数的粘结钕铁硼/铁氧体复合磁体,研究流动温压成型温度和时间对复合磁体性能的影响,发现通过流动温压成型制备的粘结磁体相比原始NdFeB快淬粉,较大程度地改善了粘结磁体的矫顽力温度系数.并且适当延长流动温压时间可有效提高永磁体的密度和磁性能,但时间过长会造成磁粉颗粒氧化,磁体的磁性能降低.温压温度是流动温压成型工艺制备粘结钕铁硼/铁氧体复合磁体的重要影响因素,适当升高温压温度可有效地改善磁体的密度和磁性能,过高的温度会导致磁粉氧化,磁体性能下降[7].三、固化工艺采用热固性树脂作为粘结剂的粘结磁体在成型之后还必须经过固化处理才能获得确定形状、尺寸的磁体．而固化工艺除了对磁体形状尺寸有影响之外,更重要的是还会影响到磁体磁性能.固化工艺包括固化温度和固化时间.固化温度需要对树脂做DSC 热分析曲线来确定,一般固化温度选择在DSC 曲线中峰值温度之下,以使热固性树脂通过发生完全的固化反应,而使其结构由线性转变成三维立体结构而又不至于老化．固化时间也有一个最佳值,固化时间太短,固化不完全,磁体磁性能较差；固化时间太长,会增加磁粉氧化的几率,同时也会使粘结剂因固化过度而破坏其三维网状结构[1]．陈德波等研究发现固化温度和固化时间的选择对粘结磁体的磁性能和抗压强度有直接的影响.随固化温度升高, 固化时间延长, 磁体空隙中的氧气与磁粉发生氧化, 以及聚合交联反应生成的水腐蚀磁粉, 使磁体磁性能显著降低.随固化温度升高, 固化时间延长, 聚合交联反应充分进行, 粘结磁体抗压强度显著提高;而当温度过高时, 环氧树脂发生热氧化, 使磁体抗压强度下降[5].钟喜春研究表明固化环境对粘结NdFeB /锶铁氧体复合磁体的磁性能和抗压强度均能产生重要影响.抽真空后充入氩气保护的正压固化环境有利于磁体获得较好的磁性能,但抗压强度不如直接在普通电阻炉中固化的磁体[6].四、应用(一)磁性塑料[2]1.铁氧体类磁性塑料填充铁氧体类磁粉制作的磁性塑料属于铁氧体类磁性塑料,目前大多数磁性塑料为铁氧体类.所用合成树脂有聚酰胺(PA)(目前最常用的PA基体是PA6、PA12、PA66等)、聚苯硫醚(PPS)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、乙烯-乙酸乙烯共聚物(EV A)等热塑性树脂和环氧树脂(EP)、酚醛树脂(PF)等热固性树脂.生产中要求所用的树脂在加热时的流动性和热稳定性能好,制品的力学性能优良.铁氧体类磁性塑料与烧结磁铁相比,具有质轻、柔韧、成型后收缩小、制品设计灵活的特点,可制成薄壁或复杂形状的制品,可连续成型、批量生产,可加入嵌件而不需后加工,可进行双色成型和整体成型,可通过变更磁粉含量来控制磁性能,有极好的化学稳定性.缺点是磁性较稀土类磁性塑料差,如果大量填充磁粉则会影响制品的强度.铁氧体类磁性塑料主要用于家用电器(如电视机、录像机、电冰箱、洗衣机、吸尘器、扬声器等)的零部件,日用品(如钟表、文具、玩具等),高技术领域(用于传真、复印机、遥控设备、传感器、计算机附件等)等.2.稀土类磁性塑料填充稀土类磁粉制作的磁性塑料属于稀土类磁性塑料.目前这类磁性塑料产量不大.稀土类磁性塑料有热塑性和热固性之分.热塑性磁性塑料作黏结剂的合成树脂有PA、PE、EV A等；热固性磁性塑料使用液态双组分EP或PF作黏结剂.另外,国内某研究院承担的攻关课题“氢裂解法制备钕铁硼黏结磁体新工艺的研究”,已经通过省级技术鉴定.据介绍,该成果达到国际先进水平,目前中试生产的钕铁硼磁粉可用PA、EP等为黏结剂,采用模压、注塑、挤出等工艺成型磁性塑料制品.稀土类磁性塑料的加工性能较出色,可以满足电子工业对电子电气元件小型化、轻量化、高精密化和低成本的要求,稀土类磁性塑料正是为适应这样的要求而研制并工业化生产的.可应用于小型精密电机、步进电机、小型发电机、通讯设备传感器、继电器、仪器仪表、音响设备等多种领域,应用范围更为广阔,将成为今后磁性塑料发展的方向.3.纳米晶磁类磁性塑料纳米晶磁性合金一般是指尺寸在1~15 nm的磁性粒子,由于其具有居里温度高、高频特性好等优点,所以在近10年得到广泛的应用.纳米晶磁性合金分为纳米晶软磁合金和纳米晶永磁合金.研究者开发了将纳米晶软磁粉与塑料混合来制造功能材料的方法,已经制得了众多功能材料,如磁屏蔽材料、吸波隐身材料和高磁导率铁芯材料等.随着纳米技术的发展,这个领域将会有很好的发展前景.近年来,随着纳米晶复合交换耦合永磁体的开发成功,可用其制备具有综合性能优异的黏结永磁材料,从而成为黏结磁体的一个非常重要的发展方向.(二)磁性橡胶[4]磁性橡胶有如下性能：（1）磁性；（2）柔性、弹性；（3）电绝缘体；（4）密度小；（5）减振.它与一般磁性材料相比,其优点是可制成形装复杂的制品,并用覆盖不平的特殊表面.将磁性橡胶切成任意小块时,每一小块的性能不发生变化.而一般的磁性材料密度大、硬度大、质脆、机械加工性能差.磁性橡胶随着科学技术和经济的发展,特别是电子技术的飞速发展,应用前景非常广阔.软磁磁性橡胶,主要用于无线电技术、电视音像、通讯技术、电子计算机的记忆装置等.硬磁磁性橡胶,主要用于磁性较强的工业产品中,如电冰箱门用密封条等；还有教具、绘图板、玩具和医疗器械等.五、总结近年来,我国对粘结磁体材料的研究涉及方方面面,理论研究水平也不断提高,制备的磁体磁性能和国外磁体磁性能的差距逐步缩小,研究成果在实践生产中的应用范围也在不断扩大．今后,随着生产技术的不断进步和应用范围的逐步扩大,粘结磁体的品种、产量和需求量将会不断增加,发展前景广阔,这也必将促进我国粘结磁体材料更好、更快、更强的发展.参考资料[1]胡美些.我国粘结永磁材料的研究进展［J］.有色金属科学与工程,2012,8 : 34 - 38.[2]李振宇,蔡静,薛闵等.磁性塑料的研发及应用进展［J］.塑料科技,2012,8:90 - 94[3]彭勃闻.浅谈有机高分子磁性材料的性质与应用［J］.工业技术,2016,12:117 - 119[4]磁性橡胶［M］. 橡胶参考资料,2013,10：12 - 15[5]陈德波, 查五生, 刘锦云等.固化工艺对粘结NdFeB 磁体性能的影响［D］.西华大学学报,2007,11:75 - 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有机高分子磁性材料研究进展
有机高分子磁性材料研究进展有机高分子磁性材料作为一种新型的功能材料,在超高频装置、高密度存贮材料、吸波材料和微电子工业等需要轻质磁性材料的领域具有很好的应用前景。
室温稳定且具有实用价值的有机高分子磁性材料一直是该领域研究的热点。
文中概述了纯有机类,大π键体系类,电荷转移复合物类和含金属原子复合物类等有机高分子磁性材料的最新研究进展,并介绍了各类有机高分子磁性材料的磁性能特点。
1. 纯有机磁性高分子所谓纯有机磁体是指含C,N,O ,S和H的合成磁性材料[6]。
这种磁性来源于s和p 轨道电子自旋的长程有序,是科学上的一个挑战,在理论和实践上都受到关注。
1987年,Ovchinnikovl A A 等[2] 报道了低维纯有机磁体聚1,4-双(2,2,6,6-四甲基-4-羟基-1-氧自由基哌啶)丁二炔(简称聚BIPO) ,聚BIPO 磁体的饱和磁化强度Ms=010224 emuPg ,居里温度Tc超过分解温度(分解温度Td=250℃～310℃)。
通过改变聚合条件可在一定范围内改变磁性,性能可从超顺磁性至铁磁性。
此外,该实验首次证明仅含C、H、N、O等s和p轨道的高分子具有磁性。
俄罗斯圣彼德堡物理研究所Makarova T[7] 等人在Nature杂志报道了一个在室温下工作的有机铁磁体,这种材料由螺旋碳分子组成,如果这项成果能在更便宜的有机材料中实现的话,将改变磁性记忆材料制造业的历史。
由于成本太高,其实用价值有限,但是这一发现进一步激发科学家对有机铁磁体的研究兴趣。
Zaidi N A[8]等用聚苯胺(PANi)和7 ,7 ,8 ,8-四氰基对二次甲基苯醌(TCNQ)合成了一种新型的PANiCNQ聚合物。
对其磁性研究发现,这种聚合物呈亚磁和铁磁性,居里温度可达350K,最大饱和磁场强度达0.1JT-1 kg-1。
研究还发现,它的磁性有序随时间增加而增加,需要几个月才能完成。
该成果是纯有机磁性聚合物研究从理论性向实用性迈出了巨大的一步,也许在不久的将来,科学家们就能研制出可以大范围应用的纯有机磁性聚合物。
分子基磁性功能材料研究进展
第42卷 第5期Vol.42 No.5昭通学院学报Journal of Zhaotong University 2020年10月Oct.2020●化学研究分子基磁性功能材料研究进展（昭通学院 化学化工学院，云南 昭通 657000）摘 要：分子基磁性功能材料不仅具有丰富多彩的结构，而且还具有单链磁体、单分子磁体、单离子磁体和磁致冷等特性，引起研究者的广泛关注，成为当前的研究热点。
综述了近年来分子基磁性功能材料在单链磁体、单分子磁体、单离子磁体和磁致冷等领域的应用研究进展。
并对分子基磁性功能材料的应用前景进行了总结和展望。
关键词：单链磁体；单分子磁体；单离子磁体；磁致冷中图分类号：TM271 文献标志码：A 文章编号：2095-7408（2020）05-0011-06李启彭收稿日期：2020-07-21作者简介：李启彭（1987— ），男，云南会泽人，副教授，博士，主要从事配位聚（簇）合物材料的制备及其应用研究。
分子基磁性材料作为一种新型功能材料，涉及化学、物理和材料等交叉学科领域[1-3]。
通过在分子水平上设计和制备分子基磁性材料，可以赋予其丰富多彩的结构和有趣的光、电、磁和催化等性质[3-5]。
分子基磁性材料在高密度信息存储、超低温磁制冷以及量子计算等领域具有潜在的应用前景[6-9]。
分子基磁性材料的研究主要集中在设计和制备单分子磁体、单链磁体、单离子磁体和磁致冷等方面[6-9]。
本文详细地综述了近年来分子基磁性功能材料在单链磁体、单分子磁体、单离子磁体和磁致冷等领域的应用研究进展，并对分子基磁性功能材料的应用前景进行了总结和展望。
1 单链磁体1963年，Glauber 等[10]采用统计学的方法，研究了单轴各向异性的伊辛模型，并预言一维的伊辛模型，在低温下会出现慢弛豫现象，弛豫时间满足阿伦尼乌斯公式。
2001年，Gatteschi 等[10-11]制备了一维链状钴基化合物，实验上对Glauber 提出的理论进行了论证。
磁性材料研究进展
磁性材料研究进展磁性材料是一种重要的功能材料，在现代科技中有着广泛的应用，从电子设备到医疗领域，从能源存储到交通运输，几乎无处不在。
随着科学技术的不断发展，磁性材料的研究也在不断深入，取得了许多令人瞩目的成果。
一、磁性材料的分类及特点磁性材料根据其磁性能的不同，可以分为软磁材料和硬磁材料两大类。
软磁材料具有低矫顽力和高磁导率的特点，容易被磁化和退磁。
常见的软磁材料有电工纯铁、硅钢片、坡莫合金等。
它们在变压器、电机、电感等电气设备中得到了广泛应用，能够有效地提高能量传输和转换效率。
硬磁材料则具有高矫顽力和高剩磁的特点，一经磁化难以退磁。
钕铁硼、钐钴等稀土永磁材料就是典型的硬磁材料。
这类材料在风力发电、电动汽车、机器人等领域发挥着关键作用，为设备提供强大而稳定的磁场。
此外，还有一些特殊的磁性材料，如磁致伸缩材料、磁记录材料等。
磁致伸缩材料能够在磁场作用下发生尺寸的变化，可用于制作传感器和执行器。
磁记录材料则是信息存储的重要载体，如硬盘中的磁性涂层。
1、高性能永磁材料的研发近年来，稀土永磁材料的性能不断提升。
通过优化成分和改进制备工艺，如采用晶界扩散技术等，大大提高了钕铁硼永磁材料的磁性能。
同时，新型的永磁材料也在不断探索中，为未来的应用提供了更多可能。
2、软磁材料的高频特性改进随着电子设备向高频化发展，对软磁材料在高频下的性能提出了更高要求。
研究人员通过纳米晶化、薄膜化等手段，改善了软磁材料的高频损耗和磁导率，使其在高频变压器、射频器件等领域有更好的表现。
3、磁性纳米材料的研究磁性纳米材料由于其独特的尺寸效应和表面效应，展现出了许多与常规磁性材料不同的性质。
在生物医药领域，磁性纳米粒子可用于药物靶向输送和肿瘤热疗；在催化领域，它们可以作为高效的催化剂载体。
4、多功能磁性复合材料的开发将磁性材料与其他功能材料复合，制备出具有多种性能的复合材料是当前研究的一个热点。
例如，将磁性材料与聚合物复合，可以得到具有磁性和柔韧性的材料，用于智能纺织品和柔性电子器件。
磁性材料研究进展：新型磁性材料的性能与应用
磁性材料研究进展：新型磁性材料的性能与应用磁性材料是一类具有特殊磁性性质的物质，广泛应用于电子、通信、医疗等领域。
随着科学技术的不断发展，磁性材料的研究进展日新月异，不断涌现出新型磁性材料，具有更优异的性能和应用前景。
本文旨在探讨新型磁性材料的性能与应用，并以物理定律为基础，通过实验来研究和验证磁性材料的特性。
在研究新型磁性材料之前，我们首先需要了解磁性材料的基本原理。
磁性材料的行为主要由麦克斯韦方程组、反磁性效应、磁畴结构等物理定律来描述。
麦克斯韦方程组是电磁学的基本定律，描述了电场、磁场的生成和变化规律。
而反磁性效应指的是材料中的自旋-电子相互作用导致材料在外磁场作用下呈现反磁性行为。
磁畴结构则描述了磁性材料中磁矩（自旋矢量）的有序排列方式。
既然要研究新型磁性材料的性能与应用，我们需要先准备实验。
对于磁性材料的研究，常见的实验手段有磁化曲线测量、磁化动力学测量、磁滞回线测量等。
磁化曲线测量旨在研究材料在不同温度、外磁场强度下的磁化特性。
磁化动力学测量则可以更详细地研究材料的磁矩翻转时间、动力学行为等。
而磁滞回线测量则是研究材料的磁滞特性，即磁化强度随外磁场的变化。
在具体的实验过程中，我们可以选择适当的磁性材料样品，并制备成不同形状和尺寸。
通过将样品置于恒定的温度和外磁场下，我们可以测量材料的磁化曲线、磁滞回线等磁性特性。
这些测量结果可以进一步帮助我们了解材料的性能，例如磁饱和磁感应强度、矫顽力、剩余磁感应强度等。
对于新型磁性材料的性能研究，我们可以通过实验来验证其在不同温度、外磁场下的磁性行为是否满足预期。
例如，我们可以通过仪器测量磁化曲线，得到材料的磁化强度随外磁场的变化关系。
然后，我们可以分析这些数据，拟合得到磁滞回线、剩余磁感应强度等参数，以进一步研究材料的磁性行为和性能。
除了研究磁性材料的基本性质，新型磁性材料的应用也是研究的重点。
磁性材料在电子技术、通信、医疗等领域有广泛的应用。
以电子技术为例，磁性材料可用于制造磁存储器件、传感器、电感等。
磁性材料的优化合成和性能研究
磁性材料的优化合成和性能研究随着现代科学技术的不断发展，磁性材料已经成为了高科技领域中不可或缺的重要材料之一。
磁性材料作为一种特殊的材料，拥有很多优异的磁性能，因此在信息存储、电子工业、电力工业以及磁医学等领域均有广泛的应用。
近年来，随着磁性材料的研究不断深入，磁性材料的优化合成和性能研究也成为了研究人员和科学家们极为关注的问题。
一、磁性材料的研究进展随着新材料的发现和磁场技术的进步，磁性材料的研究不断深入。
磁性材料按照结晶类型可以分为单晶体和多晶体材料两种类型，其磁性能与晶粒尺寸、结晶度、杂质成分等因素密切相关。
因此，研究磁性材料的优化合成和性能研究，需要在材料领域、化学领域、物理领域等方面进行综合研究。
目前，国内外磁性材料的研究进展主要涉及以下几个方面:1.磁性纳米材料的合成和性能研究纳米材料因其特殊的形态尺寸和表面能，因此表现出非常优异的物理、化学特性，具有广泛的应用前景。
磁性纳米材料作为纳米材料的一种新兴领域，能够综合利用材料学、纳米技术和磁学等方面的知识，将材料的内在特性和性能进行嵌入式设计，达到一种全新的材料结构和产品性能。
因此，当前磁性纳米材料的研究重点主要集中在合成新型纳米颗粒，研究其特殊的磁性行为和机制，研究其物性、表面性质等方面的特殊性质等方面。
2.磁性薄膜的制备和性能研究磁性薄膜是一种特殊的薄膜材料，由于其具有很高的磁致伸缩效应、高磁阻比和大的磁阻效应等优良的性质，因此被广泛地应用于储存介质、高速磁头技术、传感器技术等领域。
当前，磁性薄膜的研究重点主要集中在材料合成方法、表面性质、溶液处理、表面修饰等领域。
磁性薄膜的材料组成和结构对其磁性影响较大，因此人们正在不断探索适合磁性薄膜制备的新方法和新材料。
3.磁性塑料的设计和制备磁性塑料是一类将基础塑料与磁性物质有机地结合在一起的复合材料。
磁性塑料拥有比传统磁性材料更高的重量与体积比，可以更加轻便地搬运和安装，因此被广泛应用于汽车工业、建筑工程、磁记录等领域。
研究和开发新型有机磁性材料
研究和开发新型有机磁性材料有机磁性材料是一类具有磁性质的有机化合物，在诸如数据存储、传感器、医学应用等领域具有广泛的应用前景。
随着科学技术的不断发展和进步，人们对于新型有机磁性材料的研究和开发也日益引起人们的关注。
本文将就这一主题展开深入探讨。
首先，有机磁性材料具有很高的可塑性和可调控性，能够通过合成方法来调控磁性质，从而满足不同应用的需求。
其次，有机磁性材料与传统的无机磁性材料相比，在柔性、轻质等方面具有明显优势，能够更好地满足现代电子设备对于轻薄化、灵活性等方面的需求。
因此，研究和开发新型有机磁性材料对于推动科学技术的发展和应用具有十分重要的意义。
近年来，国内外科研工作者对于新型有机磁性材料的研究取得了许多重要进展。
其中，通过对分子结构和电子排布的调控，实现了一些新型有机磁性体系在室温下表现出较强的铁磁性。
此外，一些研究还表明，通过将有机磁性材料与其他功能性有机物相结合，可以获得一些具有多功能性能的材料，如光磁共振效应等。
这些研究成果为新型有机磁性材料的设计和开发提供了新的思路和方法。
值得注意的是，有机磁性材料的研究仍存在着不少挑战和难点。
首先，在合成方面，有机磁性材料的制备过程通常较为复杂，对技术人员的综合能力要求较高。
其次，在性能调控方面，有机磁性材料的磁性质受到分子结构、晶体结构等诸多因素的影响，如何准确地控制这些因素，以获得理想的磁性质仍需进一步研究。
此外，在应用方面，有机磁性材料的稳定性和可靠性也是亟待解决的问题。
为了克服这些困难，科研人员需要不断探索新的合成方法、性能调控策略和材料设计理念，以推动有机磁性材料的研究和应用。
梳理一下本文的重点，我们可以发现，研究和开发新型有机磁性材料是一个富有挑战性和前景广阔的领域。
通过不断挖掘有机磁性材料的多样性和磁性机制，可以为科学技术的发展和应用带来新的机遇和突破。
希望本文的探讨与分析能够对有机磁性材料研究的进一步发展和应用提供一定的启示和借鉴。
新型分子磁体的研究与开发
新型分子磁体的研究与开发随着科学技术的不断发展，新型材料的研究与开发一直是研究者们所关注的领域之一，而在这个领域中，分子磁体是一个备受瞩目的领域。
分子磁体是一种有机化合物，它具有磁性，并且它是由单个分子组成的。
它不仅有传统的材料的特性，同时也有分子的一些性质。
因此，分子磁体的研究与开发可以构建新的领域，从而实现更多的材料应用。
本文将阐述对分子磁体研究的探索，以及新型分子磁体的开发。
一、分子磁体的研究当讨论分子磁体时，有一个常见的问题是如何定义分子磁体。
分子磁体是由单个分子组成的高分子，具有磁性。
这意味着分子磁体具有许多传统材料的特性，例如热稳定性、光电性、导电性、导热性、机械性能和耐久性，因此，它可以用于许多应用领域。
另一方面，分子磁体还具有许多分子的特性，如结构可控性、多样性和反应活性，这些特性使得分子磁体可以被设计成许多不同的形态，并有助于扩大分子磁体的应用领域。
在分子磁体的研究中，主要针对的是其磁性质的研究。
研究者们通常使用X射线衍射（XRD）、核磁共振（NMR）和电子自旋共振（ESR）等技术手段来分析分子磁体的分子结构、配位结构和电子结构等方面的性质。
二、新型分子磁体的开发随着对分子磁体研究的不断深入，人们开始尝试利用分子磁体来构建新一代的磁性材料。
新型分子磁体不仅可以具有传统的材料的特性，还可以有更多的分子特性，使得其可以扩展更广泛的应用领域。
在新型分子磁体的开发中，一个常见的方法是使用新型分子设计策略。
研究者们通常根据预期的应用和性能要求，来选择一种分子磁体，并进行针对性的设计和合成。
例如，一些研究人员根据单个分子状态下的高自旋转矩（spin）的性质，设计了一系列具有高自旋状态的分子磁体，并开发了新型的高密度数据存储材料。
除了分子设计策略之外，利用现有的分子磁体，构建新型分子磁体也是新型分子磁体的开发领域之一。
例如，通过次级配位开发新型分子磁体的方法，进一步扩大分子磁体的应用范围。
同时，新型分子磁体的开发还可以研究其与采矿和环境中的处理有机化合物等特定领域的关系，旨在探索新型纳米颗粒分子磁体应用领域。
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有机高分子磁性材料研究进展
有机高分子磁性材料作为一种新型的功能材料,在超高频装置、高密度存贮材料、吸波材料和微电子工业等需要轻质磁性材料的领域具有很好的应用前景。
室温稳定且具有实用价值的有机高分子磁性材料一直是该领域研究的热点。
文中概述了纯有机类,大π键体系类,电荷转移复合物类和含金属原子复合物类等有机高分子磁性材料的最新研究进展,并介绍了各类有机高分子磁性材料的磁性能特点。
1. 纯有机磁性高分子所谓纯有机磁体是指含
C,N,O ,S和H的合成磁性材料[6]。
这种磁性来源于s和p 轨道电子自旋的长程有序,是科学上的一个挑战,在理论和实践上都受到关注。
1987
年,Ovchinnikovl A A 等[2] 报道了低维纯有机磁体聚1,4-双(2,2,6,6-四甲基-4-羟基-1-氧自由基哌啶)丁二炔(简称聚BIPO) ,聚BIPO 磁体的饱和磁化强度Ms=010224 emuPg ,居里温度Tc超过分解温度(分解温度Td=250℃～310℃)。
通过改变聚合条件可在一
定范围内改变磁性,性能可从超顺磁性至铁磁性。
此外,该实验首次证明仅含C、H、N、O等s和p轨道的高分子具有磁性。
俄罗斯圣彼德堡物理研究所Makarova T[7] 等人在Nature杂志报道了一个在室温下工作的有机铁磁体,这种材料由螺旋碳分子组成,如果这项成果能在更便宜的有机材料中实现的话,将改变磁性记忆材料制造业的历史。
由于成本太高,其实用价值有限,但是这一发现进一步激发科学家对有机铁磁体的研究兴趣。
Zaidi N A[8]等用聚苯胺(PANi)和7 ,7 ,8 ,8-四氰基对二次甲基苯醌(TCNQ)
合成了一种新型的PANiCNQ聚合物。
对其磁性研究发现,这种聚合物呈亚磁和铁磁性,居里温度可达350K,最大饱和磁场强度达0.1JT-1 kg-1。
研究还发现,它的磁性有序随时间增加而增加,需要几个月才能完成。
该成果是纯有机磁性聚合物研究从理论性向实用性迈出了巨大的一步,也许在不久的将来,科学家们就能研制出可以大范围应用的纯有机磁性聚合物。
2. 大π键体系的化合物虽然对π共轭的高分子磁性能研究较少,但通过π共轭系统的电子自旋间交换相互作用比小分子级别的有机自由基的空间相互作用强得多。
合成π共轭的大分子有望成为一个能在较高温度,甚至在室温下具有良好磁性能的新型有机磁体。
Rajca A[9]合成了低温下具有很大磁矩和磁性有序状态的π共轭大分子,此大分子是由具有高交联密度和不同自旋量子数(S)的自由基模块交替连接,大环的自旋量子数S=2,交联键的自旋量子数S = 1/2。
模型之间的铁磁性或反铁磁性交换
耦合都会使这种网络具有很大S值。
在高度交联的聚合物中,有效磁矩相关的平均自旋量子数S值约为5000,并且这类聚合物在低于10K时,在很小的外加磁场下就会缓慢地重新排列。
但是,这种有机聚合物的磁性只有在温度低于10K的无氧环境中才比较稳定,因而距离实用化还有一定的距离。
但该成果有望实现日本理论化学家Mataga N 在1968年提出的有可能研制出有机聚合物磁体且在室温下稳定存在的全部预言。
由富勒烯发展起来的有机磁体也颇引人关注。
1991年Allemand[10]等发现第一个软铁磁性聚合物( [C60 TADE0.86]),其中TDAE=4-二甲氨基乙烯,居里温度Tc=16.1K,在居里温度以下,磁化强度与温度
关系同传统铁磁体不同。
另外最近报道的磁性碳[11] ,发现菱形的C60展示出典型的铁磁性行为,居里温度可达500K。
3. 电荷转移复合物电荷转移复合物是研究得最多的一类有机磁体,是基于电子给体和电子受体之间的电荷相互作用达到长程有序的。
电荷转移复合物磁体研究方面Miller JS[12 ] 取得很大成就, 最先合成出[ Fe Ⅲ Cp2*] +[ TCNE ] - ,此化合物具有一维线性结构, 由[ Fe ⅢCp2*] + 和[ TCNE] - 交替组成,该材料是一个变磁体,基态时呈反铁磁性,当磁场超过1500Oe 时,呈现高磁化强度的铁磁状态。
另一种有机磁体是用[ TCNQ ] -代替[ TCNE] - ,与[ Fe ⅢCp2*] + 形成一个三维铁磁体。
不过,由于其转换温度Tc 只有418 K,远低于室温,所以难以达到应用的要求。
尽管如此,它的研制成功仍然引起了人们的关注,揭开了电荷转移复合物磁性材料研究序幕。
电荷转移复合物一般是顺磁性的,而且居里温度较低,合成的有机金属磁性化合物大多也只是低温下的铁磁体。
这是因为在这些磁性复合物中的自旋与自旋之间的磁性不是足够强,不能克服原子或离子的热运动影响所致。
4. 金属原子配合物金属有机高分子磁体实际上是含有多种顺磁性过渡金属离子的金属有机高分子络合物,具有特殊的配位环境和配位结构的多样性,能够形成二维或三维的有序网状结构,磁性来源于金属离子与有机基团中的不成对电子间的长程有序2自旋作用。
4.1 桥联型金属有机络合物桥联型金属有机络合物磁性高分子是指用有机配体桥联过渡金属以及稀土金属等顺磁性离子,顺磁性金属离子通过“桥”产生磁相互作用,结果获得宏观磁性的一类磁性高分子。
由于顺磁性金属离子间的磁相互作用对高分子的磁性起到十分关键的作用,因此,人们对所得产物中金属离子的磁相互作用进行了较多的研究。
Zheng[13] 通过水热法合成了二维(Ⅱ) 粒子的碳酸盐配位聚合
物,[Fe(pyoa)2] ∞ ,pyoa=2-氧化哌啶醋酸
盐,[Fe(pyoa2]∞展示场诱导金属磁性行为,应用领域小于临界场,Fe(Ⅱ)自旋倾斜距受链内铁磁性作用和微弱的链内抗磁性相互作用。
尽管桥联型有机金属络合物高分子磁性材料的理论研究较多,发展也较快,但是磁性有机高分子的居里温度太低,没有实用价值,但是为开发出具有实用价值的磁性高分子奠定了理论基础。
4.2 二茂金属有机磁性高分子二茂铁有机金属磁性高分子是第一个常温稳定具有实用价值的高分子磁体,是高分子磁体从理论研究到应用研究的一个转折点。
20世纪90年代初,Miller等首次合成了一系列十甲基二茂铁TCNE 类的电荷转移金属有机铁磁体,但不
具有实用价值。
为了寻求有实用价值和常温稳定铁磁性高分子,人们对二茂铁型有机铁磁性高分子的合成产生了浓厚的兴趣。
1979 年Vernmous 等[14]合
成了四种二茂铁共聚物,它在常温的饱和磁化强度
Ms=4.5emu/g,相当于2.5%的铁引起的磁性值,其它许多二茂铁型聚合物的磁体也有报道,但因其常温饱和磁化强度较低,基本上没有实用价值。
1993年,日本
发表了制造有实用价值的常温稳定二茂铁型有机磁性
高分子的专利[15] ,其结构为聚二茂铁烯烃-二氯二氰基苯醌(DDQ)的电荷转移复合物,常温下
Ms=0.01emu/g～0.9emu/g,但离商品化尚有一定距离。
另外,日本的Ota 等以二茂铁甲醛为原料合成了常温铁磁性的三芳基甲烷二茂铁磁性高分子,但对其磁性能和产生的机理的描述不清楚。
4.3 Schiff碱型金属有机络合物磁性高分子由于Schiff碱的特殊结构使其极易与顺磁性的过渡金属形成配合物,较早引起人们关注的是PPH·FeSO4 型高分子铁磁体。
它的性能优良,人们已经得到了常温下铁磁性很强的磁体,有的甚至可以和磁铁相匹敌。
孙维林[15,16]等制备了一系列含双噻唑的聚Schiff 碱,并与过渡金属离子和稀土金属离子配合,得到金属配合物并研究了它们的磁性能。
这类聚合物的配位化合物磁性范围广,磁性能从反铁磁、顺磁、铁磁不等,耐热性好,具有一定的应用前景。
Yue[17]等人合成了三种开链二嗪Schiff 碱基配位体叠氮键桥Mn的复合物: [MnL1 (N3 )2·CH3OH]n(1)(L1=1-(2-吡啶基)-1-氨基-4-(6-溴-2-吡啶)-2,3-二氮-1,3-丁二烯),[MnL2(N3)2]n(2a)and[Mn2(L2)2(N3)4]n
(2b)(L2=1-(2-吡啶基)-1-氨基-4-苯基-2,3-二氮-1,3-丁二烯),研究发现结构1和结构2a具有一维配位聚合物结构,结构2b 具有一维结构。
对它们的磁性研究后发现,复合物中头-尾和尾-尾相连的叠氮键桥的相互交替使得聚合物具有铁磁和反磁相互作用。
4.4 金属自由基聚合物磁体金属自由基聚合物磁体是指配体与金属离子配合形成低温时具有铁磁性或亚铁磁性的金属2自由基交替链聚合物。
自从第一个单链磁体[Co(hfac)2·AnNN]被Gatteschi等发现以
来,一些含有更小配体的3d和4f离子和其它体系的衍生物被广泛地研究以期得到新颖的单链磁体。
Ishii N [18] 报道了[Co(hfac)2·BPNN](BPNN=p-丁氧苯-NN),居里温度估计为 45K。
在6K时的矫顽力为52kOe ,比[MnTPP] [ TCNE ]·2(CH2Cl2 )的矫顽力27.8 kOe (2K)还要大得多。
甚至比已经市场化的永磁SmCo5 (44 kOe ,室温)和Nd2 Fe14B (19 kOe,室温)还要大,预计这应该是硬磁体中矫顽力最大的。