制备SiO_2包覆的Fe_3O_4磁性纳米复合粒子

首先用化学共沉淀法制备出柠檬酸三铵改性的Fe3O4磁性纳米粒子,然后用反相微乳液法制备了SiO2包覆的Fe3O4磁性纳米复合粒子。用X射线衍射仪(XRD),透射电子显微镜(TEM),傅立叶-红外光谱仪(FTIR)和振动样品磁强计(VSM)表征SiO2包覆的Fe3O4磁性纳米复合粒子。结果表明,SiO2成功包覆在Fe3O4表面,且饱和磁化强度下降,但矫顽力趋近于零,仍显示超顺磁性。     

Tuning Physical Properties of NiFe2O4 and NiFe2O4@SiO2 Nanoferrites by Thermal Treatment

Metallurgical and Materials Transactions A - The comparison between NiFe2O4 (co-precipitation) and NiFe2O4@SiO2 (co-precipitation and microemulsion) ferrite nanoparticles in their as-received and...     

Morphology of NiFe2O4 precipitation in NiO

The morphology of NiFe₂O₄ precipitates in a NiO matrix has been studied using TEM. The spinel precipitates had a dendritic morphology when a polycrystalline sample of Fe-doped NiO was cooled at a constant rate from above the solvus temperature. They nucleate as octahedra bounded by {111} interfaces which then grow by a ledge mechanism until they reach a critical size and this shape becomes unstable. The precipitates then adopt a dendritic morphology characterized by branches in the 〈001〉 directions. The branches are bounded by {111} and {011} facets. HREM showed that during the initial stages of growth the interface is composed of a series of closely spaced ledges which are typically one spinel lattice-spacing high. Later, the ledge spacing decreases resulting in large flat {111} and {011} facets. Secondary branches were observed to form under large supersaturations of Fe when the precipitate spacing was large. The shape of the precipitates during the early stages of dendritic growth are very similar to those predicted by a Monte Carlo simulation which incorporates diffusional growth and anisotropic interface kinetics. The dendritic morphology is associated with the small lattice misfit, the large diffusion rate in Fe-doped NiO and the large undercooling necessary for nucleation. The diffusion rate is particularly large due to the concentration of cation vacancies being approximately half of the iron concentration.     

NiFe2O4基金属陶瓷的电导率

制备了铝电解用NiFe2O4基金属陶瓷惰性阳极,研究了环境温度及材料成分对电导率的影响.实验结果表明NiFe2O4基金属陶瓷的电导率主要受温度、陶瓷基体电导率、金属成分及金属相在陶瓷相中分散度的影响;当温度从573 K升至1 233 K时,NiFe2O4陶瓷的电导率由0.099 S/cm提高到2.105 S/em;与NiFe2O4陶瓷相比,金属陶瓷的电导率有极大的提高,但二者随温度的变化趋势是一致的;1 233 K时,金属含量为5%Ni,5%Cu和4.25%Cu+0.75%Ni的NiFe2O4基金属陶瓷的电导率分别为20.576 S/cm,14.970 S/cm和18.797 S/cm,用作铝电解惰性阳极已能满足要求,但与当前铝电解碳素阳极材料相比还存在很大距离.     

NiFe2O4/NiFeCuAlSn金属陶瓷的导电性能

对用粉末冶金法制备的几种NiFe2O4／NiFeCuAlSn金属陶瓷电阻率进行了测试与分析，结果表明：随着合金含量的增加，样品的导电性由半导体陶瓷导电性向金属导电性转变；在600-800℃温度范围内，由于样品中金属相的氧化加剧，导致导电性能下降，当金属含量为80％时，在1000℃下金属陶瓷中金属相氧化严重，并存在NiFe2O4陶瓷相被还原的现象，电阻率大幅上升；金属陶瓷导电性能的提高取决于金属相在陶瓷中的分布形貌，网状分布的金属相能有效地提高金属陶瓷的导电性能。     

Fe3O4纳米粒子的合成与表征

以P123胶束作为"纳米反应器",采用水溶液法合成了Fe3O4纳米粒子.采用场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)和样品振动磁强计等现代化分析测试手段对产物的形貌、结构和磁性进行了测试表征.结果表明,合成的Fe3O4纳米粒子粒径大小在30～120 nm可控,它们在常温下是超顺磁性的且具有较高的饱和磁化强度.所合成的纳米铁氧体磁性材料在信息存储、生物医药和催化等领域具有重要的理论研究价值和广阔的应用前景.     

17(xNi-Cu)/(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷的制备与性能

采用固、液相烧结工艺制备了4组17(xNi-Cu)/(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷和1组NiFe2O4-10NiO纯陶瓷材料,研究其显微组织以及抗弯强度、断裂韧性等性能.结果表明:相对固相烧结样品,采用液相烧结工艺制备的金属陶瓷材料晶粒粗化,但其力学性能却有所提高.其中,液相烧结的17(80Ni-Cu)/(10NiO-NiFe2O4)金属陶瓷材料抗弯强度达到152 MPa,KIc达到4.54 MPa·m1/2,比对应的固相烧结17(80Ni-Cu)/(10NiO-NiFe2O4)金属陶瓷分别提高3%和14.7%.进一步分析表明,力学性能提高主要得益于孔隙度下降.通过扫描电镜观察样品压痕发现,纯陶瓷中裂纹扩展形式单一,而金属陶瓷中裂纹扩展形式趋于多样化,使金属陶瓷韧性有较大提高.     

NiFe_2O_4基惰性阳极的润湿性及气泡析出行为

利用座滴法和双室透明电解槽对NiFe2O4基惰性阳极的润湿性和气泡析出行为进行研究。结果表明,电解质对NiFe2O4基惰性阳极的润湿性要优于碳素阳极。在低电流密度情况下电解,阳极气泡的析出是一个动态过程,它先在阳极表面形核,以球形方式长大,小气泡在长大过程逐渐汇聚偏移,然后逸出。惰性阳极上析出的气泡尺寸比碳素阳极小,在阳极上的逗留时间也更短。大电流密度情况下,气泡的生成速度加快,尺寸降低,很难准确测量气泡的直径。     

聚乙烯醇在镍铁氧体压坯中的脱脂行为

使用TGA、DSC等分析手段对聚乙烯醇(PVA)在NiFe2O4粉末压坯中的脱脂行为进行了实验研究,以期进一步揭露PVA热脱脂反应对NiFe2O4粉末压坯机械强度的影响。实验时,先用含1%PVA的NiFe2O4粉末及不含PVA的NiFe2O4粉末进行同轴压制,再将制得的压坯于空气中脱脂,并用径向受压实验测试压坯强度。试验表明在PVA脱脂过程中,其脱脂行为及粉末压坯强度随温度的升高呈明显的阶段性变化,粉末压坯的强度随粘结剂PVA的脱除逐渐降低。     

Dissolution of NiFe2O4 particles in a NiO matrix

A TEM sample containing NiFe₂O₄ particles in a NiO matrix was subjected to a series of heat treatments in air and then characterized between heat treatments. Spinel particles between 75 and 100 nm in size were observed after a 1000°C heat treatment but had disappeared after a 1015°C heat treatment. According to the NiFeO phase diagram, a TEM sample containing 4 cation-% Fe should contain spinel particles up to 1200°C. This discrepancy between the experimentally observed temperature at which spinel dissolved and the temperature predicted by the phase diagram is discussed in terms of the Gibbs-Thomson effect.     

金属添加方式对NiFe基/NiFe2O4金属陶瓷微观组织的影响

采用粉末冶金法制备了2种金属陶瓷,通过X射线衍射和扫描电镜(SEM)分析发现金属相添加方式(尤其是Al的添加方式)对陶瓷的结构和组成有较大的影响,当Al以单质形式加入时,它会改变原有尖晶石的成分,形成新的尖晶石,同时,还会导致各金属元素的局部分布不均匀现象;合金化后Al的扩散得到了较好的控制,并没有改变原有陶瓷成分.2种金属陶瓷中的陶瓷相在高温烧结中都存在不稳定性,出现了离解现象.金属含量不同,金属陶瓷中陶瓷相和金属相的烧结机理也不同.     

用化学共沉淀法制取NiFe2O4的工艺

探讨了用化学共沉淀法制备NiFe2O4陶瓷材料的工艺过程,研究了影响材料性质的各种因素,并对材料的结构成分进行了分析与鉴定.结果表明,采用氢氧化钠调节混合液的pH值、于1100℃煅烧4 h的工艺,可以制出合格的NiFe2O4陶瓷粉末.因此,用化学共沉淀法制备NiFe2O4惰性阳极用陶瓷粉末原料是可行的.     

NiFe2O4-NiO复合陶瓷的熔盐腐蚀行为

采用气氛烧结技术制备NiFe2O4-xNiO复合陶瓷材料(x为复合陶瓷中NiO的质量分数,％.x-0、5、10、17、25),并以该材料作阳极进行960℃的铝电解实验.分析烧结体的显微结构和物相组成以及电解试样的表层形貌与成分,研究NiO的添加对NiFe2O4陶瓷烧结性能和电解腐蚀性能的影响,并对该材料的烧结机制和熔盐腐蚀行为进行探讨.结果表明:氮气气氛下1 300℃烧结的NiFe2O4-NiO复合陶瓷存在NiO和NiFe2O4两种物相,NiO相含量高于理论值;NiFe2O4陶瓷的相对密度为98.54％,添加NiO后复合陶瓷材料的相对密度有所下降,但仍保持在95％以上;电解过程中阳极表面形成不含NiO相的致密保护层,阻止电解质熔盐的渗透;保护层厚50～80 μm,为含Al的尖晶石NiFe2O4相;随着NiO含量增加,阳极表面的致密层变得越发不平整.     

掺杂TiO2的镍铁尖晶石的高温导电性

镍铁尖晶石基惰性阳极属于高温半导体材料,在铝电解过程中其电导率不能满足要求.为了提高其电导率,本文研究了在尖晶石中添加TiO2对电导率的影响,试验结果表明,添加TiO2以后,镍铁尖晶石材料的电导率有较大的提高.     

铝电解用NiFe2O4型金属陶瓷惰性阳极的研究进展

介绍了国内外铝电解用NiFe2O4型惰性阳极材料的研究与开发进展情况,指出了该材料具有耐熔盐腐蚀、抗氧化和电阻率低等优点的同时也存在抗热震性能差和电连接困难等缺陷.此外,简要阐述了NiFe2O4型惰性阳极的主要制备工艺.     

合成工艺对NiFe2O4基惰性阳极性能的影响

为得到制备NiFe2O4基惰性阳极的最佳条件,利用正交实验法确定合适的工艺条件.考虑了影响惰性阳极制品的4个主要因素,每个因数又设计3个水平,通过正交实验极差分析研究了各因素对制品气孔率的影响,并确定了影响因素的主次.实验结果表明:对烧结后试样气孔率影响最大的因素是烧结温度,其次是纳米粉含量,再次是成型压力,最后是烧结时间;添加合适量的纳米粉,提高烧结温度和保温时间,增大成型压力等都有利于降低样品的气孔率.最佳工艺条件为:纳米粉质量分数20%,成型压力200MPa,烧结温度     

低温电解质熔体中NiFe_2O_4基惰性阳极电解腐蚀初探

通过电解前后阳极的外观形貌、微观形貌及槽电压,研究不同槽型对电解腐蚀的影响,并以优化后的电解槽研究5Cu/(NiFe2O4-10NiO)金属陶瓷惰性阳极在Na3AlF6-K3AlF6-AlF3-Al2O3电解质中的电解腐蚀。结果表明:电解后阳极存在一定程度的腐蚀,且少量电解质已渗透到阳极中。     

不同烧结条件下V_2O_5对NiFe_2O_4基惰性阳极结构和性能的影响

采用两步冷压—烧结法制备了V_2O_5掺杂NiFe_2O_4尖晶石阳极材料,研究在不同烧结条件下,V_2O_5添加剂对NiFe_2O_4尖晶石结构和性能的影响。结果表明,向NiFe_2O_4陶瓷基体中引入V_2O_5后形成了低共熔点物质Ni_2FeVO_6,形成液相烧结,能够促进晶粒生长。试样的气孔率和抗弯强度均随着V_2O_5添加量的增加而不断下降。添加0.5%V_2O_5后,低温条件下烧制所得样品的平均气孔率和抗弯强度与相同条件下制备的无添加剂样品的平均气孔率相近。高温条件下延长烧结时间能够降低样品的平均气孔率,但陶瓷基体内会因为部分晶粒的异常生长导致惰性阳极力学性能的弱化。