磁场诱导组装磁性钴纳米球链状结构及其磁性能

通过简单的水热反应,分别在无外加诱导磁场和有外加磁场条件下合成了不同结构的磁性Co纳米材料.用XRD、SEM、TEM和PPMS分别表征了样品的晶相、形貌和磁性能.结果显示,无磁场下的样品(ZF样品)为单分散Co纳米球,而磁场下的样品(AF样品)为Co纳米球组装形成的一维链状结构,二者有相近的饱和磁化强度(分别为30.98、31.96A·m2/kg),但其矫顽力和剩磁比却明显不同(ZF样品:901.87A/m、0.096;AF样品:8436.8A/m,0.047),认为这主要磁场诱导形成特殊一维链状结构的形状各向异性造成的.     

纳米磁性液体薄膜磁光特性研究

制备出了纳米磁性液体薄膜，研究了纳米磁性液体薄膜在不同外加磁场（垂直和平行）下，其透射光学特性随着磁场变化的规律，对纳米磁性液体薄膜磁光现象产生的原因进行了解释。研究发现：（1）薄膜外加垂直磁场时，光透射强度随着磁场强度的增加而减小；（2）薄膜外加平行磁场时，垂直偏振光和平行偏振光的透射强度随着磁场强度的增加而变化规律不同；（3）存在一个临界磁场，其值约为4776A/m，当外加磁场（垂直和平行）强度＞4776A/m后，薄膜透射光强的变化规律有明显不同，这种现象是由于外加磁场使纳米磁性液体微粒产生聚集，磁场〉4776A/m后，形成有规则的排列结构所造成；（4）纳米磁性液体外加垂直磁场下透射强度的响应时间随磁场强度的变化情况。     

离子型γ-Fe_2O_3/Ni_2O_3磁性液体的制备、磁化性质和微结构特征

用Massart法合成了水基γ-Fe_2O_3/Ni_2O_3复合纳米微粒多分散离子型磁性液体。该磁性液体的磁化强度和光透射驰豫现象表明磁性液体中除了存在无环的微团聚外,还有链状团聚。由于在多分散磁性液体中,磁性微粒之间的磁相互作用很弱,仅靠磁相互作用不能形成链状团聚体,链状团聚体的形成是受到了"排空力"的作用。在γ-Fe_2O_3/Ni_2O_3离子型磁性液体中,"排空力"促使液体中的较大微粒在无外磁场作用下形成短链,磁性液体的宏观特性如磁化强度和光弛豫现象都是由这些短链造成的。同时,只具有链状团聚体的磁性液体具有优良的磁光效应。     

纳米磁性液体

综合论述了近20年来纳米磁性液体在国内外的发展历史及概况,首先重点介绍了目前纳米磁性液体按照不同分类标准的分类、纳米磁性液体的不同制备方法、纳米磁性液体的基本特征与工作机理,最后详细介绍了纳米磁性液体依据其独有的特殊性能联系于实际中的典型应用.     

磁性液体密封结构的优化设计

在磁性液体密封的理论及现有设计原则的基础上,建立了以磁铁体积最小和极靴长度最小为目标的密封结构优化设计的数学模型。利用带有约束条件的多目标混合遗传算法,通过Matlab编程与Ansys软件的交互运算,实现了对密封结构的优化设计。结合具体实例的计算结果并与初始值的比较表明,在保证密封耐压的前提下,优化后的结构参数可以使磁铁体积减小74.7%,极靴长度减小5.45%,漏磁减小84.5%。     

磁性液体密封试验研究

在磁性流体密封理论的基础上计算了磁性流体密封的耐压能力，并进行了实验研究。结果表明当间隙在０．０５～０．３ｍｍ之间时密封能力较好。讨论了理论和实验结果之间的差异。     

纳米Fe3O4颗粒及磁性液体的制备

用低温相转化法制备了小粒径的Fe3O4纳米颗粒,用油酸对纳米颗粒进行了表面处理,溶液pH为6．90,80℃下恒温反应50～60min时磁性粉体颗粒的改性效果较好。然后将包覆颗粒分散到载液中制得磁性液体。实验中用XRD、TEM、VSM、IR光谱等对所制的样品进行了相应表征,并将UV光谱分析方法用于油酸包覆的定量评估,从而建立了磁性颗粒表面修饰的表征方法。     

离子液体法制备铜的纳米粒子

利用化学还原方法，加入不同量的离子液体1-甲基-3-乙基咪唑硫酸乙酯盐，制备了不同大小的金属铜的纳米摘要粒子。采用X射线衍射和透射电子显微镜对所制备的样品进行了结构表征。结果表明，两个样品中的粒子都具有五边形和六边形结构，粒径约为200～300nm，离子液体不但作为分散剂影响粒子的大小，而且有一定的防氧化作用。     

纳米钴镍铁氧体磁性颗粒的制备

采用共沉淀法和柠檬酸盐法制备钴镍铁氧体磁性颗粒，探索了制备工艺，测定了磁性能。结果表明：CoxNi1-xFe2O4的比饱和磁化强度随着Co含量增大而增强；合理的工艺制度为75℃水浴；NaOH的浓度取3mol/L、过量25%、缓慢滴加；反应时间30min；磁性颗粒粒径为15nm左右；与柠檬酸盐法相比，共沉淀法更为为适宜。     

磁性液体水平传感器的研究

利用磁性液体既具有磁体磁性又具有液体流动性的特性设计出一种新型的一维磁性液体水平传感器.推导了水平传感器输出电压的表达式.对影响传感器灵敏度的各因素(激励信号频率、峰值电流、磁性液体磁化系数)进行了分析,并进行了相应的实验研究.理论计算结果与实验结果相符合.这种传感器具有高灵敏度的特性.     

磁场诱导有序排列和自组装的研究进展

磁场是一种无接触的、新型的物理场,粒子受到这种物理场的作用会发生取向形成有序结构,从而赋予材料新颖的光、电、磁等特性.综述了在磁场作用下粒子有序排列和自组装的研究进展.     

Electron Beam Lithography of Magnetic Skyrmions

The emergence of magnetic skyrmions, topological spin textures, has aroused tremendous interest in studying the rich physics related to their topology. While skyrmions promise high-density and energy-efficient magnetic memory devices for information technology, the manifestation of their nontrivial topology through single skyrmions and ordered and disordered skyrmion lattices could also give rise to many fascinating physical phenomena, such as chiral magnon and skyrmion glass states. Therefore, generating skyrmions at designated locations on a large scale, while controlling the skyrmion patterns, is the key to advancing topological magnetism. Here, a new, yet general, approach to the “printing” of skyrmions with zero-field stability in arbitrary patterns on a massive scale in exchange-biased magnetic multilayers is presented. By exploiting the fact that the antiferromagnetic order can be reconfigured by local thermal excitations, a focused electron beam with a graphic pattern generator to “print” skyrmions is used, which is referred to as skyrmion lithography. This work provides a route to design arbitrary skyrmion patterns, thereby establishing the foundation for further exploration of topological magnetism.     

氮化铁磁流体的制备

对以气相液相反应法制备氮化铁磁流体进行了探索,并摸索到制备氮化铁磁流体的工艺流程,所研制的氮化铁磁流体磁饱和强度达到0.05T(脓缩前),并将其应用在静态密封上,成功地研制出磁流体密封安全阀.     

磁性液体密封试验研究

本文在磁性流体密封理论的基础上计算了磁性流体密封的耐压能力，并进行了实验研究，酹明，当间隙在0．05－0．3mm之间时密封能力较好。     

硅油基磁流体的制备及表征

以具有憎水、憎油特性的硅油作为磁性液体基液,以硅酸钠作为磁性粒子在基液中的包覆分散剂,六甲基硅氧烷为稳定剂,制备出硅油基磁流体。对其制备条件及其性能做了研究,结果表明,当反应温度为80℃,溶液pH=9,硅酸钠的加入量为3.6mol时,制得的硅油基磁流体的分散稳定性最好,磁性颗粒的平均颗粒为8nm。     

金属磁性液体的制备

探讨了Ｆｅ（ＣＯ）５热分解条件和表面活性剂对制备金属磁性液体的。结果表明,在Ｆｅ（ＣＯ）５热分解温度为１８０～２２５℃、Ｆｅ（ＣＯ）５蒸发温度为３０～５０℃、释比为３０：、～５０：１的条件下,采用亚胺或复合型表面活性可以制备性能较好的金属磁性液体。     

气-液化学反应制备氮化铁磁性液体

通过氨气和五羰基铁之间的气－液化学反应,制备出了稳定的氨化铁磁性液体．较为详细地研究了原料的配比、反应温度、表面活性剂的种类及用量等实验参数对产品性能的影响．利用ＸＲＤ、ＴＥＭ和振动样品磁强计（ＶＳＭ）等技术对产品的化学组成、固体粒子的粒径、晶型及磁性能进行了测定．制备的磁性液体具有较高的饱和磁化强度,达到０．１３４Ｔ．     

Heating Effect in Biocompatible Magnetic Fluid

This work is devoted to the study of heating of a biocompatible magnetic fluid due to time-varying magnetic induction. The adsorption of dextran on magnetite particles was confirmed by IR spectroscopy. A considerable thickness of the surfactant layer (oleate sodium + dextran) of about 4.3 nm prevents the formation of clusters made of nanomagnetic particles as evidenced by the fact that no maxima of the ultrasound wave absorption coefficient corresponding to cluster formation have been detected. The results show that the observed heating effect may be applied in hyperthermia treatments especially in the preferable region of 500 – 800 kHz. An “H ²– law” observed for the dependence of the SAR on the square of the amplitude of the magnetic field demonstrates the presence of superparamagnetic particles in the ferrofluid. Paper presented at the Seventeenth European Conference on Thermophysical Properties, September 5-8, 2005, Bratislava, Slovak Republic.     

磁性液体倾角传感器研究

利用永磁体在磁性液体中悬浮的特性,提出了一种新型一维倾角传感器,给出了该传感器的工作原理,设计了传感器样机。采用实验方法测试两个永磁体间磁斥力曲线,并据此确定传感器主要结构参数和特性参数,得到其倾角检测灵敏度表达式。设计了传感器中运动部件的位移的检测电路及转换电路。实验结果表明,当倾角在-18°～18°之间时,输出电压与倾角间成线性关系,其分辨率为0.04°;当倾角在18°～90°（-18°～-90°）之间时,输出电压与倾斜角的关系为非线性关系,且分辨率逐渐降低。该传感器结构简单,无磨损部件,为倾角测量提供了新的途径。     

新型磁性材料──Co－Fe_3O_4磁流体的研制

本文途述了化学法制备Ｃｏ－Ｆｅ＿３Ｏ＿４磁流体的试验结果。在适宜的工作条件下，只要活性剂和载液选择得当，且与磁性颗粒之间的配比合理，就可以制备出磁性强和稳定性好的Ｃｏ－Ｆｅ＿３Ｏ＿４磁流体。通过对主要操作变量参数的研究，确定了最佳工艺条件。对相同操作条件下制备的Ｃｏ－Ｆｅ＿３Ｏ＿４磁流体和Ｆｅ＿３Ｏ＿４磁流体进行了比较，结果表明：前者的饱和磁化强度远大于后者。本试验研究为研制高质量的磁流体提供了依据。