《液相還原法製備Heusler合金納米顆粒及其結構和性能研究》是依託蘭州大學，由寇昕莉擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：液相還原法製備Heusler合金納米顆粒及其結構和性能研究
- 依託單位：蘭州大學
- 項目負責人：寇昕莉
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
Heusler合金是一類極具套用前景的性能奇異的功能材料，其晶體結構的多樣性和豐富的物理性質引起了科研工作者的廣泛關注，但納米尺度的Heusler 合金中與尺寸相關的結構和磁性特點尚未澄清。本項目採用成本低廉、靈活易控的液相還原法製備X2YZ(X,Y=Fe、Co、Ni，Z=Sn、In、Si等)型Heusler合金納米顆粒，採用X射線衍射、穆斯堡爾譜、中子衍射等技術分析晶體結構及其原子排列有序度；研究Heusler合金納米顆粒的晶體結構及其原子排列有序度隨顆粒尺寸和化學成分的變化特點；研究Heusler合金納米顆粒的磁性隨顆粒尺寸和化學成分的變化特點。澄清Heusler納米顆粒中表現出的不同於常規塊體材料的結構和磁性特點，建立這類材料體系中結構和磁性之間的關聯。為新型Heusler合金的開發及其實際套用奠定基礎。
結題摘要
Heusler合金是一類極具套用前景的性能奇異的功能材料，其晶體結構的多樣性和豐富的物理性質引起了科研工作者的廣泛關注。系統研究納米結構Heusler化合物的製備及其與尺寸相關的結構和磁性具有重要意義。本項目採用液相還原法製備了Co2FeSn、Ni2FeSn、Fe2NiSn和Ni2CoAl等Heusler合金納米顆粒，研究了製備條件對樣品的成分、結構和顆粒尺寸的影響,並對他們的結構和磁性進行了表征。首先，我們採用低溫液相還原法製備出了顆粒尺寸為20-40 nm的B2型立方結構的Co2FeSn納米顆粒，其室溫飽和磁化強度為82 emu/g，對應的單分子磁矩約為4.3μB，矯頑力為40 Oe。採用超聲輔助液相還原法製備了A2型立方結構的Co2FeSn納米顆粒，顆粒尺寸約為10 nm，室溫飽和磁化強度為30 emu/g，矯頑力為260 Oe。在此基礎上，我們採用多元醇液相還原法和擴散法結合的方法製備了顆粒尺寸為6-12nm的Co2FeSn納米顆粒，300K和5K時的飽和磁化強度分別為93 emu/g和98 emu/g，對應的單分子磁矩分別為4.9μB和5.2μB，這與大多數X2YZ型Heusler合金塊體材料的磁矩值相當，300K和5K時樣品的矯頑力分別為75 Oe和160 Oe。除此之外，我們還採用電化學的方法製備了Co2FeSn和Fe2NiSn納米顆粒，對其微結構和磁性進行了表征。結果表明，電化學方法可製備出顆粒尺寸為10-40 nm的Co2FeSn納米顆粒，樣品的室溫矯頑力為32 Oe，5K時單胞磁矩約為4.5μB。Fe2NiSn納米顆粒在300K和5K時的矯頑力分別為53 Oe和131 Oe。我們還採用溶劑熱還原法製備了不同顆粒尺寸的Ni2CoAl納米顆粒，顆粒尺寸為40-60nm樣品的矯頑力為249 Oe，顆粒尺寸為50-100nm的樣品的矯頑力為174 Oe。最後，我們分析了這類材料中與成分和尺寸相關的磁性特點以及結構和磁性之間的關係。我們採用的低溫液相還原法具有操作簡單、顆粒尺寸易控，成本低廉等優點，並且可製備出傳統方法尚未合成出來的合金材料。本項目的研究為新型Heusler合金的開發及其實際套用奠定了基礎。
