纳米磁性材料
纳米磁性材料制备工艺的磁滞回线与矫顽力优化
纳米磁性材料制备工艺的磁滞回线与矫顽力优化纳米磁性材料是一种具有微小尺寸的磁性颗粒或晶体结构的材料，具有较强的磁性特性。
磁滞回线与矫顽力是纳米磁性材料的重要参数，对其磁性能有着重要的影响。
因此，优化纳米磁性材料的磁滞回线与矫顽力是制备工艺中的一个关键问题。
磁滞回线是指磁化强度随着外加磁场的变化而产生的磁化过程曲线。
磁滞回线的形状和特征可以直接反映纳米磁性材料的磁性能。
优化磁滞回线有助于提高纳米磁性材料的磁化效率和磁留效果。
常规的制备纳米磁性材料的方法包括物理气相沉积、溶胶-凝胶法、共沉淀法等。
在制备工艺中，可以通过调节材料的成分、结构和形貌来调节磁滞回线的特征。
首先，可以通过合理选择和控制材料的成分来优化磁滞回线。
添加适量的合金元素或化学添加剂可以调节材料的磁矩强度和磁留效果。
例如，在铁氧体材料中，添加Co、Ni等过渡金属元素可以显著提高材料的饱和磁矩和抗磁副性能，从而优化磁滞回线。
此外，通过合理选择晶体结构和晶格参数，也可以调节磁滞回线的形状和特征。
例如，在铁磁体材料中，通过调节晶格参数和结晶方向，可以实现不同形状的磁滞回线，如矩形、椭圆等。
其次，纳米磁性材料的制备工艺也可以通过调节材料的形貌和尺寸来优化磁滞回线。
纳米磁性材料具有较高的比表面积和界面磁矩，可以显著改变磁滞回线的形状和特征。
例如，通过调节磁性颗粒的尺寸和形貌，可以实现从单一磁留状态到超顽固磁态的转变，从而优化磁滞回线。
此外，控制磁性颗粒之间的相互作用也可以调节磁滞回线。
通过调节颗粒之间的间隔和配比，可以改变磁滞回线的斜率和形状。
矫顽力是指磁性材料在完全去磁后再次磁化时所需的外加磁场强度。
矫顽力越小，说明材料的磁留效果越好。
矫顽力优化的核心是合理控制材料的磁留机制和磁留方式。
常见的磁留机制包括颗粒磁留、畴壁磁留、自旋磁留等。
在制备工艺中，可以通过调节材料的粒度和结构来优化磁留机制和磁留方式。
例如，在纳米磁性材料中，可以通过控制颗粒的尺寸和尺寸分布、调节颗粒之间的相互作用，实现畴壁优先或自旋优先的磁留效果，从而优化矫顽力。
纳米磁性材料的制备与性能优化方法
纳米磁性材料的制备与性能优化方法概述：纳米磁性材料是一种具有很高应用潜力的材料，其独特的磁性能使其在信息存储、生物医学、能源等领域展现出广泛的应用前景。
制备高质量的纳米磁性材料并优化其性能是实现这些应用的重要关键。
本文将介绍纳米磁性材料的制备方法，并探讨了性能优化的策略。
一、纳米磁性材料的制备方法1. 化学合成法：化学合成法是制备纳米磁性材料最常用的方法之一。
其中，共沉淀法、热分解法和溶胶凝胶法是常用的制备方法。
在共沉淀法中，通过溶液的共沉淀反应，将金属离子还原成金属粒子，形成纳米尺寸的磁性材料。
热分解法则通过高温下的化学反应使金属有机络合物分解，生成磁性纳米颗粒。
溶胶凝胶法则通过溶胶和凝胶中间相的相互转化，形成纳米尺寸的颗粒。
2. 物理制备法：物理制备方法主要包括溅射法、磁控溅射法、熔融法和机械合金化法。
溅射法利用高速离子轰击固体靶材产生的溅射粒子来形成纳米尺寸的磁性材料。
磁控溅射法则在溅射过程中加入磁场，以控制溅射和成膜过程中的离子行为，进一步优化纳米磁性材料的性能。
熔融法则利用高温使固相反应发生，形成纳米尺寸的磁性材料。
机械合金化法则通过高能球磨使原料粉末发生冶金反应，形成纳米尺寸的磁性材料。
二、纳米磁性材料的性能优化方法1. 形貌调控：通过调控纳米磁性材料的形貌，可以有效优化其性能。
例如，可以通过调控合成方法和条件，控制颗粒的大小、形状和分布，从而影响其磁性能。
此外，还可以利用表面修饰剂对纳米颗粒进行表面修饰，如包覆一层稳定剂或功能化分子，增强其磁性能、稳定性以及生物相容性等特性。
2. 结构调控：纳米磁性材料的晶体结构对其磁性能具有重要影响。
可以通过控制合成条件和添加适当的合金元素来调控晶格结构，从而优化其磁性能。
此外，还可以通过结构调控来调整纳米磁性材料的饱和磁化强度、居里温度和磁晶各项差等性能指标。
3. 磁场处理：磁场处理是一种常用且有效的优化纳米磁性材料性能的方法。
通过对纳米材料施加外加磁场，并在特定磁场条件下进行退火和磁化处理，可以有效地调控纳米磁性材料的结晶度、晶体尺寸和磁畴结构等参数，从而优化其磁性能。
纳米磁性材料的应用探索
纳米磁性材料的应用探索纳米磁性材料的应用探索纳米磁性材料是一种具有微小尺寸的磁性材料，通常由纳米级颗粒组成。
由于其独特的性质，纳米磁性材料在多个领域具有广泛的应用。
下面我们逐步探索纳米磁性材料的应用。
首先，纳米磁性材料在信息存储方面具有重要的应用。
通过利用纳米级颗粒的小尺寸和高磁化强度，可以制造出高密度的磁存储介质。
例如，硬盘驱动器中的磁盘就是利用纳米磁性材料记录和存储数据的。
此外，纳米磁性材料还可以应用于磁存储器件的研究和开发，如自旋转换磁性随机存储器（spin-transfer torque magnetic random access memory，STT-MRAM）。
其次，纳米磁性材料在医学领域也有广泛的应用前景。
通过将纳米磁性材料与药物结合，可以制造出具有靶向输送功能的纳米药物载体。
这些纳米药物载体可以在体内精确地输送药物到疾病部位，提高治疗效果，减少副作用。
此外，纳米磁性材料还可以用于磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）技术的增强剂，提高图像的分辨率和对比度，帮助医生更准确地诊断和治疗疾病。
再次，纳米磁性材料在环境保护领域也具有重要的应用价值。
纳米磁性材料可以被用作吸附剂，用于去除废水中的重金属离子和有机污染物。
这是因为纳米磁性材料具有较大的比表面积和高吸附能力。
此外，纳米磁性材料还可以用于水处理和污染物检测等方面，提高环境保护的效率和准确性。
最后，纳米磁性材料还有许多其他的应用领域，如能源存储、传感器技术和生物传感等。
例如，纳米磁性材料可以用于制造高性能的锂离子电池和超级电容器，提高能源存储的效率和容量。
此外，纳米磁性材料的磁性特性还可以应用于传感器技术，用于检测和测量环境中的温度、湿度、压力等参数。
总结来说，纳米磁性材料具有广泛的应用前景，涉及信息存储、医学、环境保护、能源存储、传感器技术等多个领域。
随着纳米技术的不断发展，纳米磁性材料的应用将会越来越多样化和创新化。
纳米磁性材料
纳米磁性材料在大自然中，许多生物体内都存在着天然的纳米磁性粒子，例如：鸽子，海豚，石鳖，蜜蜂，人类大脑中平均含有20微克（约500万粒）的磁性纳米粒子，这些存在的纳米磁性微粒能够起到引导方向的作用，但是是如何和神经系统所联系至今还是个谜。
纳米材料又称纳米结构材料,是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围内的材料(1-10nm)。
磁性材料一直是国民经济、国防工业的重要支柱和基础,广泛应用于电信、自动控制、通讯、家用电器等领域。
而现代社会信息化发展的总趋势是向小、轻、薄以及多功能方向发展,因而要求磁性材料向高性能、新功能方向发展。
所以纳米磁性材料的特殊磁性是属于纳米磁性，而纳米磁性材料和纳米磁性又分别是纳米科学和纳米物性的一个组成部分。
一、磁性纳米材料简介磁性纳米材料的特性不同于常规的磁性材料，其原因是关联于与磁相关的特征物理长度恰好处于纳米量级，例如：磁单畴尺寸，超顺磁性临界尺寸，交换作用长度，以及电子平均自由路程等大致处于1-100nm量级，当磁性体的尺寸与这些特征物理长度相当时，就会呈现反常的磁学性质。
磁性纳米材料可以大体分为固体磁性材料和磁流体。
固体磁性材料中又包含铁磁材料。
具有铁磁性的纳米材料如纳米晶Ni，γ-Fe2O3等可作为磁性材料。
铁磁材料可分为软磁材料和硬磁材料。
软磁材料的主要特点是磁导率高饱和磁化啊强度大、电阻高、损耗低、稳定性好。
硬磁材料的主要特点是剩磁要大矫顽力也要大，不易去磁。
对温度、时间、振动等干扰的稳定性要好。
磁流体作为一种特殊的功能材料,是把纳米数量级(10纳米左右)的磁性粒子包裹一层长链的表面活性剂，均匀的分散在基液中形成的一种均匀稳定的胶体溶液。
磁流体由纳米磁性颗粒、基液和表面活性剂组成。
一般常用的有Fe3O4、Fe2O3、Ni、Co 等作为磁性颗粒，以水、有机溶剂、油等作为基液，以油酸等作为活性剂防止团聚。
二、磁性纳米材料的特点1. 量子尺寸效应：材料的能级间距是和原子数N 成反比的，因此，当颗粒尺度小到一定的程度，颗粒内含有的原子数N 有限，纳米金属费米能级附近的电子能级由准连续变为离散，纳米半导体微粒则存在不连续的最高被占据分子轨道和最低未被占据的分子轨道，能隙变宽。
纳米磁性材料ppt课件
3. 1988年，法国巴黎大学教授研究组首先在Fe/Cr纳米结构的多 层膜中发现了巨磁电阻效应，引起国际上的反响。此后，美国、 日本和西欧都对发展巨磁电阻材料及其在高技术中的应用投入很 大的力量，兴起纳米磁性材料的开发应用热。1988年，由非晶态 FeSiB退火通过掺杂Cu和Nb控制晶粒，获得了新型的纳米晶软磁材 料； 4. 1988年，人们发现了磁性多层膜的巨磁电阻效应，并由此产生 一门新兴学科：自旋电子学。 5. 1993年，人们通过理论研究发现，纳米级的软磁和硬磁颗粒复 合将综合软磁Ms高，硬磁Hc高的优点获得磁能积比现有最好NdFeB 高一倍的新型纳米硬磁材料。 6. 进人21世纪以来，利用模板生长一维磁性纳米丝的研究很活跃， 材料包括单一金属、合金、化合物、多层材料、复合材料等，应 用目标也从存储介质到细胞分离，多种多样。
（4）生成磁性液体的必要条件 生成磁性液体的必要条件是强磁性颗粒要足够小，
在致可以削弱磁偶极矩之间的静磁作用，能在基液中作无 规则的热运动。基液包括：水基、煤油基、短基、二醋基、 聚苯基、硅油基、氟碳基等。
（5）磁性液体的特点
在磁场作用下可以被磁化，可以在磁场作用下运动， 但同时它又是液体，具有液体的流动性。
二、纳米磁性材料的定义
纳米磁性材料是指材料尺寸限度 Nano Material
在纳米级，通常在1-100nm的准
0D
零维超细微粉，一维超细纤维
（丝）或二维超薄膜或由它们组
成的固态或液态磁性材料。当传
1D
统固体材料经过科技手段被细化
到纳米级时，其表面和量子隧道
等
4、 磁性液体
（1）磁性液体的定义 磁性液体是由纳米磁性微粒包复一层长链的有机表
面活性剂，高度弥散于一定基液中，而构成稳定的具有 磁性的液体。其中磁性微粒尺寸通常小于10nm，呈超顺 磁性。
纳米磁性材料的制备及其在生物医药领域中的应用研究
纳米磁性材料的制备及其在生物医药领域中的应用研究一、前言作为在纳米科学中的一个重要分支，纳米磁性材料近年来在各个领域都得到了广泛关注和应用。
作为精细材料领域中的一种核心技术，纳米磁性材料在生物医药领域中也迎来了越来越普及的发展机遇，成为生物医学领域研究和治疗的新技术。
二、纳米磁性材料制备技术1. 软化学合成纳米磁性材料的制备方法中，软化学合成法是最常用的一种。
该方法通过溶液中化学还原、水热合成、微波辐射等化学反应方法制备纳米磁性材料。
这种方法有一些优点，例如合成过程容易控制，易于实现大规模生产，产物纯度高等。
同时，合成过程中的控制条件可以影响产物形态、尺寸、内部结构等，因此可以根据实际需要对产物进行修饰。
2. 气相法气相法是纳米磁性材料制备方法的另一种方式，该法通过在一定温度下对气体原子或分子进行反应制备产品。
这种方法对于制备具有一定结构的纳米材料、以及制备大面积纳米材料来说有一定的优点，但是由于需要高温来进行反应，因此也存在安全性问题。
3. 机械法机械法是纳米磁性材料制备的另一种方式，在该方法中，加入一定数量的粉末材料和球磨介质在球磨器中进行机械合成。
由于这种方法可以在短时间内制备高性能的纳米磁性材料，并且可以根据需求调整颗粒尺度和组成，因此也在相关领域得到了广泛应用。
三、纳米磁性材料在生物医药领域中的应用1. 生物成像由于纳米磁性材料具有特殊的磁性和表面结构，因此适合成为高分辨率成像的材料。
在生物医药领域中，纳米磁性材料多被用来作为新型的生物成像探针，例如：超级顺磁性氧化铁。
2. 靶向治疗纳米磁性材料可以与抗癌药物等解离在细胞内，这可以帮助实现对肿瘤的精确诊治。
纳米磁性材料还可以用于制备新型的靶向抗癌药物，实现在肿瘤区域释放药物并减轻产生药物的副作用。
3. 细胞标记纳米磁性材料也被用于细胞追踪和定位，可以用来显微照明等技术进行内部成像。
通过使用纳米磁性材料进行纵向、横向研究，可以帮助研究人员更深入了解生物学方面的一系列问题。
纳米磁性材料
（2）生成磁性液体的必要条件 ） 生成磁性液体的必要条件是强磁性颗粒要足够小， 生成磁性液体的必要条件是强磁性颗粒要足够小 ， 在致可以削弱磁偶极矩之间的静磁作用， 在致可以削弱磁偶极矩之间的静磁作用 ， 能在基液 中作无规则的热运动。 中作无规则的热运动。 （3） 基液 ） 水基、 煤油基 、 短基 、 二醋基 、 聚苯基 、 硅油基 、 水基 、 煤油基、 短基、 二醋基、 聚苯基、 硅油基、 氟碳基等。 氟碳基等。
5. 纳米磁记录材料
磁性纳米粒子由于尺寸小，具有单磁畴结构， 磁性纳米粒子由于尺寸小，具有单磁畴结构，矫顽力很 用它制作磁记录材料，能使记录密度大大提高， 高，用它制作磁记录材料，能使记录密度大大提高，可比普 通的磁性材料提高10倍以上 还可以提高声噪比， 倍以上； 通的磁性材料提高 倍以上； 还可以提高声噪比，改善图象 质量。 质量。 20世纪 年代，高密度磁记录用的磁粉的尺寸就已进入到纳 世纪80年代 世纪 年代， 米尺寸，例如： 米尺寸，例如： 磁粉尺寸给为200nm×35nm， （1） 性能优良的 ） 性能优良的CrO2磁粉尺寸给为 × ， （2） 铁或其合金磁粉的尺寸给为 ） 铁或其合金磁粉的尺寸给为20nm，并制成高密度的金 ， 属磁带， 属磁带， 年代发展起来的掺Co、 的钡铁氧体 的钡铁氧体（ （3） 90年代发展起来的掺 、Ti的钡铁氧体（BaFe12O19） ） 年代发展起来的掺 典型的颗粒尺寸为六角片形，直径50nm，厚20nm， 典型的颗粒尺寸为六角片形，直径 ， ， （4） 近年来，又研究氮化铁、碳化铁等类型的纳米磁粉。 ） 近年来，又研究氮化铁、碳化铁等类型的纳米磁粉。
1963年 ， 美国国家航空与航天局的帕彭首先 采用油酸为表 年 美国国家航空与航天局的帕彭首先采用油酸为表 面活性剂，把它包覆在超细的Fe3O4微颗粒上(直径约为l0m)， 面活性剂，把它包覆在超细的Fe 微颗粒上(直径约为l m)， 并高度弥散于煤油(基液) 从而形成一种稳定的胶体体系。 并高度弥散于煤油(基液)中，从而形成一种稳定的胶体体系。 在磁场作用下， 在磁场作用下，磁性颗粒带动着被表面活性剂所包裹着的液体 一起运动，好像整个液体具有磁性，于是，取名为磁性液体 磁性液体。 一起运动，好像整个液体具有磁性，于是，取名为磁性液体。
磁性纳米材料
磁性纳米材料
磁性纳米材料是一种具有特殊磁性的纳米级材料，具有广泛的应用前景。
磁性纳米材料的磁性来源于其微观结构和组成，通常包括铁、镍、钴等金属或合金。
这些材料在纳米尺度下具有独特的磁性行为，因此被广泛应用于磁记录、生物医学、磁性流体、传感器等领域。
首先，磁性纳米材料在磁记录领域具有重要应用。
由于其微小的尺寸和优异的磁性特性，磁性纳米材料被广泛用于磁盘存储、磁带存储等领域。
相比传统的磁性材料，磁性纳米材料具有更高的磁记录密度和更快的磁记录速度，能够大大提高存储设备的性能。
其次，磁性纳米材料在生物医学领域也有重要应用。
通过将药物包裹在磁性纳米材料上，可以实现靶向输送，提高药物的生物利用度和疗效，减少药物对健康组织的损伤。
此外，磁性纳米材料还可以作为磁共振成像（MRI）的对比剂，提高影像的清晰度和对比度，有助于医生更准确地诊断疾病。
另外，磁性纳米材料还被广泛应用于磁性流体和传感器领域。
磁性流体是一种由磁性纳米颗粒悬浮在载体液体中形成的流体，具有良好的磁响应性和流变性能，可以用于制备磁性密封、磁性制动器、磁性悬浮等产品。
而磁性纳米材料制备的传感器具有灵敏度高、响应速度快、体积小等优点，可以用于环境监测、生物传感、医学诊断等领域。
总的来说，磁性纳米材料具有广泛的应用前景，其在磁记录、生物医学、磁性流体、传感器等领域的应用正在不断拓展和深化。
随着纳米技术的不断发展，相信磁性纳米材料将会在更多领域展现出其独特的价值和潜力。
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（4）生成磁性液体的必要条件
生成磁性液体的必要条件是强磁性颗粒要足够小，
在致可以削弱磁偶极矩之间的静磁作用，能在基液中作无 规则的热运动。基液包括：水基、煤油基、短基、二醋基、
聚苯基、硅油基、氟碳基等。
（5）磁性液体的特点
在磁场作用下可以被磁化，可以在磁场作用下运动， 但同时它又是液体，具有液体的流动性。
通常软磁材料的饱和磁化强度较高，永磁材料的矫顽力较高，如将软磁 相与永磁相在纳米尺度内进行复合，通过交换耦合作用，就有可能获得兼具
二者优点的复合永磁材料。
3. 纳米磁记录材料 （1）磁记录材料的定义 用于记录、存储、和再生信息的磁性材料。 （2）磁记录材料的发展趋势 磁记录发展的总趋势是大容量、高密度、高速度、低价
（3）发展状况
1934年就制成胶体Fe3O4溶液，用于磁畴观察，20世纪60-70
年代已发展成为一类商用产品，用于高速旋转轴密封等方面，美、 日等国均有商品生产，我国虽已研制成功，但应用的领域尚未开
拓，因此目前沿未形成规模生产。
近年来人们对磁性液体，或它与微米级微粒组合成的复合介 质的磁光、磁声以及微波特性进行了研究，有可能开拓出一类新 型的功能器件。
0D 1D
2D
3D Nanosize: 1---100nm
三、纳米磁性材料的基本特征
1.磁畴 2.超顺磁性 3.矫顽力
1.磁畴（Magnetic Domain）
（1） 在纳米尺度下，纳米粒子将变成 单畴粒子。当粒子尺寸R很小时，畴壁 能相对于退磁能更严重，没有必要再分 磁畴，这样就形成了单畴粒子。 （2）对于纳米颗粒，直接把大块铁磁 晶体中关于磁畴和畴壁的概念推广到铁 磁颗粒。 （3）块状磁性材料因交换作用能、磁 各向异性能而使磁矩平行排列在其易轴 方向，从而将导致很强的退磁能。 （4）尺寸R越大，退磁能越高。为降低 能量，材料必然分裂成磁畴.
磁性润滑油 通常润滑剂易损耗、易污染环境。磁性液体中的 磁性颗粒尺寸仅为10nm，因此，不会损坏轴承，而基液 亦可用润滑油，只要采用合适的磁场就可以将磁性润滑 油约束在所需的部位。 增进扬声器输出功率 在音圈与磁铁间隙处滴入磁性液体，由于液体的 导热系数比空气高5~6倍，从而使得在相同条件下功率 可以增加1倍。 作阻尼器件 磁性液体具有一定的粘滞性，利用此特性可以阻 尼掉不希望的系统中所产生的振荡模式。
格。 （3）磁记录材料的发展方向 近年来各种信息量飞速增加，需要记录的信息量也不 断 增加，要求记录材料高性能化，特别是记录高密度化。 高记录 密度的记录材料与超微粒有密切关系。
（4）磁性纳米粒子由于尺寸小，具有单磁畴结构，矫顽力很 高，用它制作磁记录材料，能使记录密度大大提高，可比普 通的磁性材料提高 10 倍以上；还可以提高声噪比，改善图象 质量。 20 世纪 80 年代，高密度磁记录用的磁粉的尺寸就已进入 到纳米尺寸，例如： 性能优良的CrO2磁粉尺寸给为200nm×35nm， 铁或其合金磁粉的尺寸给为 20nm ，并制成高密度的金属 磁带， 90年代发展起来的掺Co、Ti的钡铁氧体（BaFe12O19）典型 的颗粒尺寸为六角片形，直径50nm，厚20nm， 近年来，又研究氮化铁、碳化铁等类型的纳米磁粉。
（4）纳米软磁材料 1998年日本首先在FeSiB合金中加入Cu、Nb成分，制成的纳米微 晶磁性材料，其典型成分为Fe73.5Cu1NbSi13.5B9(商品牌号为Finenet)， 它具有铁基非晶材料的高饱和磁感应强度以及Co基非晶材料的高磁 导率、低损耗，而价格约为Co基非晶材料的1/4-1/5。
4、 磁性液体 （1）磁性液体的定义
磁性液体是由纳米磁性微粒包复一层长链的有机表 面活性剂，高度弥散于一定基液中，而构成稳定的具有 磁性的液体。其中磁性微粒尺寸通常小于10nm，呈超顺 磁性。 （2）磁性液体的名称的起源 1963 年，美国国家航空与航天局的帕彭首先采用 油酸为表面活性剂，把它包覆在超细的 Fe3O4 微颗粒上 ( 直径约为 l0m) ，并高度弥散于煤油 ( 基液 ) 中，从而形 成一种稳定的胶体体系。在磁场作用下，磁性颗粒带动 着被表面活性剂所包裹着的液体一起运动，好像整个液 体具有磁性，于是，取名为磁性液体。
6、 巨磁电阻材料
（1）巨磁电阻材料的定义
磁性金属和合金一般都有磁电阻现象，所谓磁电 阻是指在一定磁场下电阻改变的现象，人们把这种现
c. 真空密封
在精密仪器的转动部分，如X射线衍射仪中的 转靶部分的真空密封，大功率激光器件的转动部件，
甚至机械人的活动部件亦采用磁性液体密封法。此外，
单晶炉提拉部位、真空加热炉等有关部件的密封等， 磁性液体是较为理想动态密封方式之一。
d.Байду номын сангаас气体密封
可用于多种气体密封的场合（如煤气风机转轴部 位）
磁性液体旋转密封模型
2.超顺磁性
铁磁性颗粒小于临界尺寸时具 有单畴结构，热运动对粒子影响很 大，在一定温度下，粒子的行为类 似于顺磁性，但在外磁场的作用下 其顺磁性磁化率比一般顺磁材料的 大好几十倍，这个现象称为超顺磁 性。 超顺磁性的特征是矫顽力为零， 其磁化曲线无磁滞现象。
3.矫顽力
根据传统的铁磁性理论， 矫顽力与晶粒尺寸成反 比，因此以往追求的材 料的显微结构是结晶均 匀，晶粒尺寸尽可能大。 纳米晶软磁材料出现以 后，软磁材料的研制又 进入另一个极端，要求 晶粒尺寸尽可能小，直 至纳米量级。
7.自然界中也存在纳米磁性粒子： 许多生物体内有天然的纳米磁性粒子，如磁性细菌、鸽子、海豚、 石鳖、蜜蜂、人的大脑等。 石鳖齿舌中含有大量一维纳米磁性丝。这些一维纳米丝由许多磁性 柱构成，柱内是单畴粒子的集合。 生物矿化的牙齿内部有机纤维组织网络成为纳米丝天然生长模板。
模板截面及磁性材料在模板内形成过程
磁性液体阻尼器件
矿物分离 应用比重不同进行矿物分离。磁性液体被磁化后相当于增 加磁压力，以致在磁性液体中的物体将会浮起，好像磁性液体 的视在密度随着磁场增加而增大。 利用此原理可以设计出磁性液体比重计，磁性液体对不同 比重的物体进行比重分离，控制合适的磁场强度可以使低于某 密度值的物体上浮，高于此密度的物体下沉，原则上可以用于 矿物分离。
在静磁场作用下，磁性颗粒将沿着外磁场方向
形成一定有序排列的团链簇，从而使得液体变为各
向异性的介质。如： a. 当光波、声波在其中传播时 ( 如同在各向异性 的晶体中传播一样 )，会产生光的法拉第旋转、双折 射效应、二向色性以及超声波传播速度与衰减的各 向异性。 b. 磁性液体在静磁场作用下，介电性质亦会呈现 这些有别于通常液体的奇异性质，为若干新 颖的磁性器件的发展奠定了基础。 各向异性。
二、纳米磁性材料的定义
纳米磁性材料是指材料尺寸限度 Nano Material
在纳米级，通常在1-100nm的准 零维超细微粉，一维超细纤维 （丝）或二维超薄膜或由它们组 成的固态或液态磁性材料。当传 统固体材料经过科技手段被细化 到纳米级时，其表面和量子隧道 等效应引发的结构和能态的变化， 产生了许多独特的光、电、磁、 力学等物理化学特能，有着极高 的活性，潜在极大的原能能量， 这就是“量变到质变”。
（6）磁性液体的的用途 磁密封 a. 旋转轴动态磁密封 利用磁性液体可以被磁控的特性，人们利用环状 永磁体在旋转轴密封部件产生一环状的磁场分布，将 磁性液体约束在磁场之中而形成磁性液体的“ 0”形 环，可进行真空、加压、封水、封油等情况下的动态 密封，具有无泄露、无磨损、自润滑、寿命长等特点。 b. 防尘密封 在计算机中为防止尘埃进入硬盘中损坏磁头与磁 盘，在转轴处也已普遍采用磁性液体的防尘密封。 气流粉碎（分级）机等等。
姓名：郑晓峰 学号：1770433
一、纳米磁性材料的起源
二、纳米磁性材料的定义
三、纳米磁性材料的基本特征
四、纳米磁性材料的应用
一、纳米磁性材料的起源
1. 磁性纳米材料的研究和应用始于20世纪50年代。最早得到应用的 是准零维磁性纳米粒子，它们主要用于以下三个领域： （1)用于磁畴观察的粉纹技术：将足够细的铁磁粉末的胶状悬 浮液涂在样品表面上，由于畴壁处的散磁场将磁性粉末集中于此， 描绘出表面的磁畴结构或表面畴壁的轨迹； （2)用于制备单畴永磁粉材料，因为单畴粒子反磁化过程是磁 畴 的转动，没有畴壁运动过程，矫顽力可以提高很多； （3)用于磁密封的磁性液体，即20世纪60年代用于宇航服头盔 的磁密封。这里用到了纳米粒子的超顺磁性，是纳米磁性材料（磁 性液体）的最早应用之一。 2. 纳米磁性材料技术早在20世纪70年代就被应用于共沉制造磁性液 体材。
例如，使高密度的金与低密度的砂石分离，亦可用于城市 废料中金属与非金属的分离。 其他用途
磁性液体还有其他许多用途，如磁制冷材料、仪器仪表中的
阻尼器、无声快速的磁印刷、磁性液体发电机、医疗中的造影 剂等等。
5、 纳米磁性颗粒膜材料 （1）磁性颗粒膜材料的组成
磁性颗粒膜是由强磁性的颗粒镶嵌在不相固溶的介质
中而生成。 （2）分类 ,目前主要分为两类： 金属-绝缘体型，例如Fe-SiO2等等。早期的研究发 现具有很高的矫顽力，有可能作为高密度磁记录介质。近 年来研究了磁光效应等，发现具有比连续膜高的磁光优值。 在该系统中亦发现了具有隧道效应的磁电阻效应。 金属- 金属型，例如 Co-Cu ， Co-Ag 等，1992 年继多 层膜巨磁电阻效应后，在颗粒膜中同样发现巨磁电阻效应， 引起了人们普遍的兴趣，有在磁传感器中得到应用。与自 旋相关的输运现象，更深远而宽广前景是开拓了磁电子学 的新领域。
四、纳米磁性材料的应用
1、纳米微晶软磁材料 （1）软磁材料的定义： 软磁性材料主要是指那些容易反复磁化，且在外磁场去掉后，容 易退磁的材料。 （2）软磁材料的特点：
高的初始磁导率和最大磁导率
低的矫顽力 高的饱和磁化强度和低的剩余磁感应强度 （3）软磁材料的用途： 主要用于制造发电机和电动机的定子和转子；变压器、继电器的 铁芯等。软磁材料制造的设备与器件大多数是在交变磁场条件下工作， 要求其体积小、灵敏度高、稳定性好。