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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