1 磁性液体技术概述 1
1.1 磁性液体的定义及其组成 1
1.2 磁性液体技术的发展概况 3
1.3 磁性液体的特性及其典型应用 5
1.3.1 磁性液体的特性 5
1.3.2 磁性液体的典型应用 7
1.4 磁性液体的制备方法简介 15
1.4.1 铁酸盐系磁性液体的制备方法 15
1.4.2 金属系磁性液体的制备方法 17
1.4.3 氮化铁系磁性液体的制备方法 18
1.5 金属系磁性液体制备技术的国内外研究现状 19
1.6 本书的题目来源及主要研究内容 21
1.6.1 本书的题目来源 21
1.6.2 本书的主要研究内容 22
1.7 本章小结 23
2 碳包覆金属纳米微粒制备的相关研究基础 24
2.1 纳米微粒的气相蒸发冷凝制备法概述 24
2.1.1 电阻加热法 25
2.1.2 高频感应加热法 27
2.1.3 激光束加热法 28
2.1.4 电子束加热法 29
2.1.5 等离子喷流加热法 30
2.1.6 直流电弧加热法 31
2.2 电弧法制备碳包覆纳米微粒的发展历程 32
2.3 过渡金属与碳作用后的产物类型 37
2.4 各元素与碳作用后的状态 40
2.5 材料性质对其包覆状态的影响 44
2.6 本章小结 45
3 制备碳包覆纳米微粒实验装置的研制 47
3.1 实验装置的总体结构 47
3.2 气路系统的设计 49
3.2.1 真空系统 49
3.2.2 气体配送供应系统 52
3.3 加热装置设计 52
3.3.1 电弧加热的基本原理 52
3.3.2 加热阴极的设计 54
3.3.3 阳极坩埚的设计 56
3.3.4 直流电弧电源 57
3.4 反应室和收集室设计 58
3.5 本章小结 60
4 碳包覆铁及铁镍合金纳米微粒的制备及表征分析 62
4.1 碳包覆铁及铁镍合金纳米微粒的制备 62
4.1.1 实验材料 62
4.1.2 实验步骤 64
4.1.3 实验条件 65
4.1.4 样品标号 65
4.2 碳包覆铁及铁镍合金纳米粉体的纯化 66
4.2.1 纯化过程 66
4.2.2 产物纯化效果的评价 70
4.3 碳包覆铁及铁镍合金纳米微粒的表征分析 70
4.3.1 碳包覆纳米微粒的结构分析 70
4.3.2 碳包覆纳米微粒的物相组成分析 71
4.4 制备工艺参数对产物的影响讨论 75
4.4.1 坩埚参数的影响 75
4.4.2 电弧电流的影响 77
4.4.3 电弧电压的影响 80
4.4.4 丙烯／氦气配比的影响 83
4.4.5 丙烯／氦气流量的影响 84
4.4.6 反应室内气压的影响 85
4.5 本章小结 87
5 碳包覆金属纳米微粒的形成机理分析 89
5.1 引言 89
5.2 电弧等离子的形成及加热 90
5.3 材料的蒸发 93
5.4 均匀成核 98
5.5 颗粒的生长 99
5.5.1 蒸气区的生长 102
5.5.2 非蒸气区的生长 103
5.6 碳包覆核—壳结构的形成 108
5.7 本章小结 111
6 碳包覆铁及铁镍合金纳米微粒磁性液体的合成 113
6.1 磁性液体的合成 113
6.1.1 实验步骤 113
6.1.2 载液的选用 114
6.1.3 颗粒的辅助分散手段 115
6.1.4 表面活性剂的选用 116
6.1.5 表面活性剂最佳使用量的确定 118
6.2 碳包覆金属纳米微粒及其磁性液体的磁性能测试 120
6.3 纳米微粒及磁性液体的超顺磁性分析 123
6.3.1 磁性材料的单磁畴临界尺寸 123
6.3.2 纳米颗粒的超顺磁性临界尺寸 126
6.4 磁性液体的稳定性解析 129
6.4.1 在外磁场作用下磁性液体的胶体稳定性 129
6.4.2 固体颗粒在重力场中抵抗沉淀的稳定性 131
6.4.3 偶极子对的磁场力引起的磁性集聚问题 132
6.4.4 磁性液体中的固体颗粒之间的范德华力 134
6.4.5 表面活性剂分子层的排斥力 135
6.4.6 悬浮颗粒的稳定分散条件讨论 137
6.5 本章小结 139
7 全书主要结论和展望 141
7.1 本书的主要研究结果 141
7.2 本书的主要创新之处 144
7.3 本研究工作的展望 144
参考文献 146