核殼結(jié)構(gòu)nano-Fe-Al-,2-O-,3-復合粒子的機械力化學合成及其性能研究.pdf

1、納米金屬粒子以其優(yōu)異的性能廣受人們的關(guān)注，但由于單一的金屬納米粒子易于團聚且容易被氧化，因此大大限制了其應用。本文以Al粉和Fe<,3>O<,4>粉為原料，通過機械力化學方法原位生成以Al<,2>O<,3>為殼層，包裹納米Fe粒子芯核的復合粒子，即核殼結(jié)構(gòu)nano-Fe/Al<,2>O<,3>復合粒子，以解決上述問題。 首先確定了球料比和球磨粉末總質(zhì)量，然后根據(jù)XRD物相分析確定了球磨轉(zhuǎn)速V=300 rpm；同時借助于XRD分析

2、了球磨不同時間后試樣的物相組成，以及Al-Fe<,3>O<,4>體系在機械力化學過程中的物理化學變化；最后根據(jù)分析選取球磨時間為6 h的試樣對其進行了表征。 利用X射線衍射分析了球磨產(chǎn)物的物相成分，運用TEM觀察了復合粒子的微觀形貌，并借助于電子衍射花樣確定了微觀形貌相中芯核和基體殼層所對應的物相。最后利用顆粒粒度分析儀研究了復合粒子粒徑的統(tǒng)計分布，以了解復合粒子的顆粒大小。 運用DSC分析研究了核殼結(jié)構(gòu)nano-Fe/

3、Al<,2>O<,3>復合粒子在Ar氣氣氛下的熱穩(wěn)定性；借助XRD物相分析研究了該復合粒子在室溫空氣中的抗氧化性能；而空氣氣氛下的TG實驗則對復合粒子在加熱時的抗氧化能力進行了表征。此外，結(jié)合TG實驗后試樣的XRD物相分析結(jié)果定量計算了核殼結(jié)構(gòu)中納米Fe粒子的含量。 使用交流梯度磁強計(AGM)測量了球磨不同時間后試樣的磁學性能(矯頑力H<,c>、飽和磁化強度M<,s>、矩形比M<,r>/M<,s>等)，同時研究了整個機械力化學

4、過程中不同磁學參數(shù)的變化規(guī)律。 通過建立擴散(Diffusion)-反應(Reaction)-集聚(Assemblyl)模型(簡稱DRA模型)，分析了機械力化學法制備核殼結(jié)構(gòu)nano-Fe/Al<,2>O<,3>復合粒子的微觀機理，并對有關(guān)物相和性能做出了解釋；最后借助于不同升溫速率下的DSC曲線，運用Starink無模式函數(shù)法研究了球磨一定時間后試樣在加熱時的化學反應，分析了固相擴散對化學反應的影響，并借此驗證球磨過程中固相擴