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多孔阳极氧化铝模板及Sm-Fe磁性纳米管的制备与研究

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摘要

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 纳米材料的综述

1.2.1 纳米材料的发展历史

1.2.2 纳米材料的性质

1.3 模板法合成一维纳米材料

1.3.1 模板的种类

1.4 纳米磁性材料

1.4.1 纳米磁性材料的发展历史

1.4.2 磁性纳米材料的性质及应用

第二章 阳极氧化铝模板的制备

2.1 引言

2.2 氧化铝模板的制备方法

2.2.1 实验方法

2.2.2 实验装置

2.2.3 氧化铝模板的形成机理、形貌与成分表征

2.3 结果与讨论

2.3.1 产物形貌

2.3.2 产物组成分析

2.3.3 氧化时间对产物的影响

2.3.4 电解液对产物的影响

2.4 本章小结

第三章 钐铁磁性纳米管的制备与表征

3.1 引言

3.2 钐铁磁性纳米管的制备

3.2.1 实验装置

3.2.2 钐铁磁性纳米管的制备

3.3 钐铁磁性纳米管的调试

3.3.1 沉积电位的调试

3.3.2 沉积时间对纳米管长度的影响

3.3.3 钐、铁原子比的调试

3.4 钐铁合金纳米管的结构

3.5 钐铁合金纳米管的磁性

3.5.1 不同的沉积电位对钐铁合金纳米管磁性的影响

3.5.2 不同的电解液浓度对钐铁合金纳米管磁性的影响

3.6 本章小结

总结

参考文献

致谢

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摘要

磁性纳米材料有许多优异性能,比如高矫顽力、大矩形比等,可以应用于超小永磁马达、磁记录材料以及磁性纳米器件。
  本论文在自制的阳极氧化铝模板上,采用电化学沉积方法制备了Sm-Fe合金纳米管,并用X-射线衍射仪(XRD)检测了其晶体结构,用扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)观测了形貌,用电子能谱仪(EDS)测量纳米管的成分,用振动样品磁强计(VSM)测量其磁化性能。
  多孔阳极氧化铝模板由于制备简单、孔径大小可控、化学性质稳定等优点,已经获得了广泛的应用。本文利用二次氧化法制备了氧化铝模板,研究氧化时间和氧化液对孔径大小的影响。结果发现一次氧化时间越长,得到的氧化铝模板的孔径越大。分别用硫酸、磷酸及草酸的水溶液为氧化液制备了一系列氧化铝模板,结果发现草酸作为氧化液时得到的氧化铝膜上孔洞的有序度最高。
  在自制的模板上沉积得到了直径约35纳米,长约40微米的Sm-Fe合金纳米管。研究发现纳米管为非晶结构。合金纳米管中钐、铁的原子比可通过电解液的浓度来调控。钐铁合金纳米管表现出形状各向异性,且易磁化轴沿着平行于纳米管的方向。外加磁场平行于纳米管方向的矫顽力均大于垂直方向的矫顽力。随着沉积电位的负向增加,纳米管长径比增大,形状各向异性能较大,导致矫顽力较大。

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