金屬-稀土氧化物納米復(fù)合粒子的制備與性能.pdf

1、稀土氧化物(REO)因稀土元素未滿(mǎn)的4f電子軌道而在光學(xué)、電學(xué)、磁學(xué)等方面具有與稀土單質(zhì)相似的特殊性質(zhì)，而廣泛應(yīng)用于稀土永磁、激光、催化、陶瓷和超導(dǎo)體等多個(gè)方向。本論文利用了物理氣相蒸發(fā)法，嘗試以磁性金屬和稀土氧化物微米粉為原料，制備Fe/Y2O3，F(xiàn)e/Sm2O3，F(xiàn)e/Nd2O3，F(xiàn)e/CeO2等具備包覆結(jié)構(gòu)的金屬/稀土氧化物型納米復(fù)合粒子。然后利用X射線(xiàn)衍射儀(XRD)、透射電子顯微鏡/高分辨電鏡(TEM/HRTEM)、熱重/差熱

2、分析儀(TGA/DSC)、傅立葉變換紅外光譜儀(FT—IR)及微波矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(VNA)等實(shí)驗(yàn)分析設(shè)備系統(tǒng)地研究了樣品的微觀(guān)形貌結(jié)構(gòu)、相成分、熱穩(wěn)定性以及2～18GHz頻率范圍的電磁特性。 XRD分析結(jié)果顯示，前述四種納米復(fù)合粒子中的Fe均為體心立方結(jié)構(gòu)，即以α—Fe的形式存在，由于稀土氧化物包覆層的非晶態(tài)特性和厚度極薄等原因，致使其存在無(wú)法在X射線(xiàn)衍射譜中得到有效體現(xiàn)。在各個(gè)產(chǎn)物4000～400cm-1范圍內(nèi)的紅外吸收光譜

3、中，均發(fā)現(xiàn)了相應(yīng)稀土原子與氧形成的RE—O鍵的紅外特征吸收峰，證明復(fù)合粒子中存在對(duì)應(yīng)的REO，并且紅外特征峰與微米級(jí)原料相比均發(fā)生了明顯藍(lán)移；此外，多數(shù)復(fù)合粒子均在1000cm-1附近出現(xiàn)了新的紅外吸收峰，根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)和實(shí)驗(yàn)過(guò)程中復(fù)雜劇烈的反應(yīng)過(guò)程推測(cè)，新吸收峰應(yīng)與Fe和相關(guān)REO反應(yīng)生成的新相RE—O—Fe有關(guān)。透射電鏡分析結(jié)果表明，四種納米復(fù)合粒子均呈球形，核/殼型復(fù)合結(jié)構(gòu)清晰，粒徑范圍在數(shù)十至一百納米之間，殼層厚度則在五至十納米之

4、間；高分辨電鏡圖片、選區(qū)電子衍射和暗場(chǎng)成像顯示納米復(fù)合粒子的成分和結(jié)構(gòu)與預(yù)期一致。 熱穩(wěn)定性分析(TGA/DSC)證明復(fù)合粒子的起始氧化溫度和終點(diǎn)氧化程度相對(duì)于純Fe納米粒子均有明顯的提高和改善。電磁吸收性能模擬結(jié)果表明四種金屬/稀土氧化物納米復(fù)合粒子均呈現(xiàn)出一定的電磁吸收特性，其中Fe/Y2O3復(fù)合粒子的吸波效果最好，F(xiàn)e/Sm2O3和Fe/Nd2O3兩種復(fù)合粒子次之，F(xiàn)e/CeO2復(fù)合粒子的吸波性能最差。不同稀土氧化物自身的