FePt、CoPt硬磁纳米颗粒的制备及FePt/Co复合磁体结构磁性研究

来源 :沈阳师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:nsnsd_
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磁头以及磁记录媒介的迅猛发展使得硬盘驱动器的磁录密度在过去的十年中发生了惊人的变化。然而因为超顺磁效应的阻碍,现有技术出现瓶颈,磁记录密度始终无法达到或超越10Tb/in2。为了克服这个困难,研究人员开始关注拥有高磁晶各向异性的纳米颗粒,如L10结构的FePt及CoPt纳米颗粒。二者表现出高磁晶各向异性(Ku>5X107ergs/cm3),即使颗粒的大小减少到3-5nm,其磁能(KuV)仍然可以保持大于热能(KBT)。与此同时,随着永磁纳米双相复合磁体迅猛发展,使具有L10结构的FePt、CoPt纳米颗粒凭借其高的磁晶各向异性,还有稳定的化学性质,和较高的矫顽力,在近年来成为纳米双相复合磁体中硬磁相的首选。CoPt、FePt均表现很高的磁晶各向异性,但是CoPt在此基础上还拥有着良好的耐腐蚀性和抗氧化性,这使得CoPt在实际应用上更占优势。制备态的CoPt纳米粒子处于FCC相,拥有A1晶体结构,这是一种软铁磁相。只有经过600℃以上的高温退火,才可以获得所需的Fct-L10硬磁相。本文在前半部分利用液相法制备了CoPt颗粒。但因为化学合成法制备纳米颗粒的实验步骤多,合成出的纳米颗粒还需要高温退火,会导致颗粒团聚现象,因此完善实验方案,采用一步固相烧结法,将Fe、Pt的无机金属盐作为前驱体与NaCl进行球磨混合,在还原性气氛环境中,利用不同温度对样品进行热分解处理,制备了拥有良好分散性、颗粒尺寸分布较为均匀的单相L10-FePt纳米颗粒,然后通过热分解软磁相Co的前驱体CoCl2·6H2O,使其均匀包覆在FePt纳米颗粒上,制备出磁性能优良的FePt/Co纳米复合颗粒。同时本文还研究了基底对FePt磁性能及形貌的影响,并运用VSM、XRD、TEM等手段进行磁性能、晶体结构、微观形貌与结构等表征分析。论文的主要研究内容和结果如下:1、通过高温液相法,还原Co2(CO)8和Pt(acac)2,制备了尺寸约为5.2nm的FCC相CoPt纳米颗粒,所得纳米颗粒尺寸分布相对均匀。2、通过一步固相法制备了CoPt、FePt纳米颗粒,同时固定NaCl与Fe、Pt前驱体的比例在为1500:1,改变不同球磨介质(NaCl,CaO,C和Al2O3、KCl及KN共晶盐)即退火基底,Al2O3、KCl基底阻碍FePt成相并降低其磁性能。利于FePt成相且性能优异的基底为NaCl。3、利用固相法制备分散性良好、尺寸分布均匀的FePt纳米颗粒,然后通过热分解软磁相Co的前驱体CoCl2·6H2O,使其均匀包覆在FePt纳米颗粒上,制备出磁性能优良的FePt/Co纳米复合颗粒,其矫顽力8.4kOe,饱和磁化强度31.147emu/g。
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