《超高密度磁記錄用SmCo5納米粒子多元醇還原合成機理研究》是依託北京科技大學，由田建軍擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：超高密度磁記錄用SmCo5納米粒子多元醇還原合成機理研究
- 依託單位：北京科技大學
- 項目負責人：田建軍
- 項目類別：青年科學基金項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
超高密度磁記錄介質要求記錄粒子在6nm以下，但此粒度下的粒子因超順磁現象而喪失記錄特性。SmCo5的超順磁臨界尺寸小(約4nm)、磁晶各向異性高，能克服超順磁現象，進而提高記錄密度。但現有方法很難獲得6nm以下記錄特性好的SmCo5納米粒子。本項目提出多元醇還原合成思想，並成功地將溶液前驅物直接原位合成為分散性好、形貌可控、磁性能好(Hc=1041Oe)的SmCo5納米粒子，但是其合成機理、晶核形成和長大理論尚不清楚。為此，本項目擬深入研究多元醇還原合成SmCo5納米粒子的物相形成熱力學和納米粒子形核長大動力學等機理，闡明粒徑和形貌的控制條件，提出SmCo5納米粒子形核和長大模型，指導研製記錄特性好、粒徑小(≤6nm)、顆粒規則、粒度均勻及分散性好的SmCo5納米粒子。本研究成果不僅為新型超高密度磁記錄介質研製及其套用奠定理論基礎，還豐富了納米材料和納米結構的可控制備、可控生長等基礎理論。
結題摘要
超高密度磁記錄要求介質粒子在6nm以下，此時粒子因超順磁現象而喪失記錄特性。SmCo的超順磁臨界尺寸小（約4nm）、磁晶各向異性高，能克服超順磁現象，進而提高記錄密度。但現有方法很難獲得6nm以下記錄特性好的SmCo納米粒子。本項目提出多元醇還原合成思想，並成功地將溶液前驅物直接還原合成為分散性好、形貌可控、磁性能好（Hc=1041Oe）的SmCo納米粒子。我們採用無毒無機的硝酸鹽為前驅體取代劇毒的有機金屬前驅體（乙醯丙酮鹽），利用多元醇共還原法直接合成鐵磁性納米SmCo顆粒。在合成過程中，Sm3+和Co2+離子從乙醛（CH3CHO）中得到電子，然後被還原成Sm和Co。然而，Sm3+的標準電勢遠低於Co2+，以至於Co2+會優先被還原，且迅速長大。為了實現兩種離子共同被還原，我們添加了醋酸（CH3COOH），進而增加了H+離子濃度，降低了Sm3+的穩定性。通過添加適量醋酸，可以實現Co2+和Sm3+離子的共同還原，進而實現SmCo納米顆粒的原位合成。最終SmCo納米顆粒的矯頑力和飽和磁化強度分別達到1041 Oe和55 emu/g。我們合成的納米顆粒小（5-8 nm）、磁性高，非常適於超高密度磁記錄和納米磁性材料的使用要求。通過該項目的研究，我們共發表學術論文12篇，其中11被SCI收錄，其中：影響為11.65的1篇（Energy Environ Sci）、影響因子大於6的2篇（J Mater Chem A, Nanoscale）、影響因子為4.81的1篇（JPCC）和影響因子大於2的3篇（Mater Lett、Nano Rev）。申請7項國家發明專利，授權4項。受邀在“The 12th China International Conference of Nano Science and Technology (2013)”上做大會特邀報告1次，“第八屆中國功能材料及其套用學術會議”上做分會場特邀報告1次。在項目執行期間，本人還入選“教育部新世紀優秀人才”計畫。
