爆轟法合成二氧化硅包覆鐵納米材料試驗分析.pdf

1、隨著對納米磁性材料研究的不斷深入，二氧化硅包覆鐵納米顆粒由于其優(yōu)良的儲磁及吸波性能逐漸引起人們的重視。目前可以通過物理氣相蒸發(fā)法和化學(xué)水解法合成。同其他方法相比爆轟合成工藝相對簡單且反應(yīng)快速，而且不需要精密的儀器以及苛刻的實驗條件只需要很低的成本就可以合成我們所需的材料。而后采用XRD、TEM、VSM對爆轟產(chǎn)物的組成成分、形態(tài)結(jié)構(gòu)以及磁性進行測試。
　　本文采用了兩種炸藥即乳化炸藥和黑索金的爆轟合成過程并利用控制變量法和逆推法對實

2、驗配方進行設(shè)計，一方面研究乳化炸藥和黑索金配方不同對合成產(chǎn)物的影響，另一方面研究兩種炸藥的之間的對比。通過改變?nèi)榛ㄋ幣浞街械蔫F源（硝酸鐵、二茂鐵）、碳源（尿素、凡士林）、硅源（硅油、硅酸鈉）等研究其合成產(chǎn)物。通過對XRD圖譜分析發(fā)現(xiàn)包覆型顆粒的晶核含有部分鐵氧體，TEM實驗表明其具有明顯的殼核結(jié)構(gòu)但顆粒的分散性較差，顆粒粒徑在30~60nm之間，通過對其理論爆速的計算發(fā)現(xiàn)其理想爆速在4800m/s時其顆粒形貌較好。VSM磁滯回線分析表

3、明其表現(xiàn)出硬磁性具有弱的鐵磁性質(zhì)在儲磁方面的應(yīng)用前景廣闊。黑索金的實驗配方是利用黑索金與爆轟前驅(qū)體鐵源（硝酸鐵）和硅源（硅酸鈉）并加入碳源（無水乙醇）攪拌形成塑性混合炸藥，實驗步驟同乳化炸藥。改變碳源（萘、尿素、無水乙醇）對其爆轟灰份進行分析。通過與乳化炸藥的產(chǎn)物進行對比分析發(fā)現(xiàn)，其顆粒的分散性很好，且呈現(xiàn)出規(guī)則的正球形，此時通過計算可知其最優(yōu)理論爆速在6200m/s左右。但其磁性卻很弱，幾乎不具有磁性。最后通過對上述爆轟產(chǎn)物熱處理在6

4、00℃下加熱4小時后在對其磁性進行測試發(fā)現(xiàn)其磁性大幅度升高，并呈現(xiàn)弱的鐵磁性。
　　以上研究表明，爆轟法可以合成出二氧化硅包覆鐵基納米磁性材料。通過改變其實驗配方可以控制其晶核成份（氧化鐵或氧化亞鐵），改變炸藥類型以及爆速可以控制其形貌和磁性，合理的調(diào)控其配方可以得到不同的磁性材料。綜上，乳化炸藥合成的材料磁性較強但顆粒形貌及分散性較差，而采用黑索金材料的形貌呈規(guī)則的球形且分散性好，但其磁性較差。通過熱處理可以彌補其磁性上的不足。