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爆轰法制备碳包覆铁镍合金纳米颗粒及其表征李晓杰,罗宁,闰鸿浩,王小红稀有金属材料与工程铁镍合金是一种十分重要的软磁材料。传统铁质量分数在%~%的铁镍合金被称为坡莫合金,因其较高的磁导率、饱和强度、低矫顽力而广泛用于磁性材料。磁性金属纳米材料在高密度磁记录器件、磁流体、磁致冷体系、磁效应成像、靶向药物载体、催化剂等领域有着非常重要的应用,但由于其高表面能及粒子间强相互作用,磁性金属纳米粒子非常容易氧化和团聚。在不采取保护措施下,磁性金属纳米粒子暴露于空气中会立即氧化甚至“自燃”。有效防止其氧化和团聚的措施就是纳米粒子外围包覆一层惰性材料,如疭取緈】。由于碳包覆壳的存在可以在很小的空间禁锢金属物质,可避免环境对纳米材料的影响,减小粒子间的相互作用,解决了磁性金属纳米粒子易团聚和易于氧化,在空气中不能稳定存在的问题。其中,碳包覆铁镍合金纳米材料在提高元器件的耐磨性,降低高频下的涡流损耗以及改善其他磁性能、催化性能等方面有着广泛的前景,另外由于碳包覆层的存在,有望提高磁性金属与生物体之间的相容性,因而在医学方面亦具有广阔的应用前景。目前制备碳包覆磁性金属纳米材料众多,但关于制备碳包覆纳米铁基合金粒子的文献较少,其中具有代表性的制备方法主要以电弧法和化学ㄎV鳌竞朕眩以合金甆疐辖为阳极,石墨棒为阴极,抽真空后往电弧反应室中通入碳氢气体缂淄椤⒁炔投栊云宓幕旌掀澹缁》诺绾笾票噶颂及铁镍和铁钴合金纳米粒子,并通过振动磁强仪、穆尔斯堡谱等手段研究了其相关的磁性能。雷中兴等【坎用分析纯的硝酸铁核硝酸钴为主要原料,将一定摩尔比配制的,复合气凝胶催化剂置于石英舟内,放入管式炉中,以氢气为载体,通入一定比例的甲烷,在合适温度下甲烷在催化剂上裂解,合成了碳包覆铁钴合金粒子。翁庾椤綺卜恳砸恢滞烟鞍祝即:以具有空心结构脱铁蛋白淇招慕峁褂傻鞍字肽链构成D擅准断抻蚰0宸从ζ鳎铣商及步属纳米材料,或者以多糖矸邸⑾宋为基质通过控温还原炭化工艺成功制备出碳包覆复合金属纳米材料。这些方法使用设备复杂、耗能大、成本高、工艺参数不易控制,且合成产量较小,因而难以实现大规模合成,导致其应用开发相对滞后。爆轰法的能量密度高、反应速度快、原材料成本相对低廉,操作简单可获得大量的亚稳态、高压状态纳米颗粒,同时合成产量较大,已经成功用于合成各种纳米材料本实验主要利用掺杂硝酸铁和硝酸镍配制成复合炸药前驱体,在合成纳米金属氧化物及锰氧体和铁氧体的成功经验基础上,结合爆轰合成纳米金刚石和纳米碳材料等技术,在密闭容器氮气保护下,爆轰负氧平衡富碳复合炸药前驱体,成功合成了碳包覆铁镍合金纳米颗粒材料。前驱体主要选用低成本金属硝酸盐为金属核心材料,以丙酮等为碳源材料,混合成均匀的复合炸药前驱体,雷管引爆,收集器壁内爆轰灰粉、罅砉ご笱Чひ底氨附峁狗治龉抑氐闶笛槭遥摘要:对掺杂硝酸铁和硝酸镍复合炸药前驱体,采用爆轰法合成碳包覆铁镍合金纳米颗粒。通过琓,确椒ǘ院铣傻奶及埠辖鹉擅卓帕5男蚊蔡卣鳌⒔峁棺槌杉按判孕形=辛朔治霰碚鳌=峁砻鳎ü行У整前驱体中金属源材料比例和碳材料组成,可爆轰合成较为完美的核壳结构碳包覆铁镍纳米颗粒,所得球形的纳米颗粒尺寸主要分布在范围内且分散性较好,组成核主要由不同比例的铁镍元素构成,外壳层主要由石墨碳构成;由室温下磁性分析可知,该纳米颗粒表现出良好的超顺磁性。关键词:爆轰合成;碳包覆;铁镍合