【资料】超顺磁性纳米材料汇编
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ状大分子
树状大分子，是一种高 度支化、对称、呈辐射 状的新型功能高分子， 在主客体化学、催化剂、 金属纳米材料、纳米复 合材料、膜材料、表面 活性剂、医学等研究领 域都有广泛的用途。
纳米氧化钇 (陶瓷专用)
有序排列的纳米多孔材料
纳米四氧化三铁
二.超顺磁性性纳米材料的概念
超顺磁性纳米颗粒是指具有磁响应性的纳米级粒 子，其直径一般小于30nm,当磁性纳米粒子的粒径小 于其超顺磁性临界尺寸时，粒子进入超磁性状态。
三.超顺磁性纳米材料的应用原理
磁性复合纳米粒通常具有两种结构, 一种结 构是以纳米磁性粒子(Magnetic Particles,MP) 作为内核, 某一功能化材料为外壳；而另一种 结构则相反, 其外壳为纳米磁性粒子,包括纳 米磁性粒子作为外壳的中空亚微球等各种复合 结构物质的磁性来源于物质内部电子和核的磁 性质。这样的结构使磁性纳米复合材料具有纳 米材料的小尺寸效应，量子效应，强大的比表 面积，量子隧道等效应，以及其他复合材料的 相关特性。
除了以上几种常用的制备方 法外, 微乳液法、水热合成法、 溶胶凝胶法等也是制备磁性纳米 粒子的常用方法。
五.超顺磁性纳米材料的应用
（1）磁性密封： 磁性液体又称磁流体或铁磁流体, 具有可通过磁场控
低温双相法制备磁性纳米粒子合成路线
⑷ 超顺磁性纳米颗粒的生物合成： 目前合成生物相容性磁性纳米颗粒的方法
有很多，但最常用的合成生物相容Fe3O4磁性 纳米颗粒的方法为共沉淀法，即将铁的盐溶液 按1:2(或2:3)的物质的量比混合后，沉淀剂为 过量的氨水或NaOH等溶液，在恒定的温度和pH 下，高速搅拌后离心得到沉淀，再将沉淀洗涤、 干燥，即配制成超顺Fe3O4磁性纳米颗粒。共 沉淀法制备生物相容的纳米颗粒，方法简单， 操作方便。但须严格控制影响微粒粒径和磁学 性能的因素，提高微粒的磁性及稳定性。
四.超顺磁性纳米材料的制备
⑴ 共沉淀法： Fe2+与Fe3+的可溶性盐在碱性条件下配成混合水溶
液, 于室温或者加热条件下将Fe2+和Fe3+共同沉淀出来, 从而制得Fe3O4 磁性纳米粒子。常用的Fe3 + /Fe2 +摩尔 比为2, 水解反应的pH值控制在9～13 之间。其中铁盐的 种类、Fe2 + 和Fe3 +的摩尔比、反应温度、溶液pH值和 离子浓度等都对磁性纳米粒子的粒径、形状和成分有着 十分明显的影响。共沉淀法简便易行, 反应条件温和, 所制备的粒子在水溶液中分散性好。但由于制备过程中 粒子的成核过程和生长过程受到复杂的水解平衡过程影 响, 粒子往往形状不规则, 尺寸分布较宽, 且易发生团 聚, 表面缺乏保护层, 极易被氧化。
由于磁性四氧化三铁生物纳米颗粒的制作简单， 直径可达10nm以下，具有比表面积效应和磁效应， 在外加磁场的作用下可具有靶向性，且四氧化三铁 的晶体对细胞无毒。在磁性四氧化三铁的晶体表面 可很容易地包埋生物高分子，如多聚糖、蛋白质等 形成核壳式结构，可使其达到生物相容性，使其有 越来越多的应用研究领域。
任何带电体的运动都必然在它周围产生 磁场，而纳米粒子表面的化学物质会对粒子 的化学和物理性质产生很大影响。对于纳米 粒子而言，随着颗粒的减小，表面原子所占 比例越来越大，导致表面效应也越来越显著。 由于粒子不完全是球形，使表面的磁性金属 离子所处化学环境的对称度降低，因此粒子 表面层的磁结构往往与内部的很不相同。这 些不同可能会导致粒子的磁性能发生变化。
经研究显示，超顺磁性纳米颗粒在液体中 处于悬浮状态，在外加梯度磁场的作用下可被 磁化而发生定向移动，在指定部位可以从介质 中分离出来；而当外加磁场去除后，其又可以 重新处于悬浮状态，从而具有良好的分散性和 可操作性。而磁性分离技术本身成本低，可操 作性强，因此超顺磁性纳米材料在机械、电子、 光学、磁学 、化学和生物医学等领域有着广 泛的应用前景。
⑵ 高温分解法： 高温分解法是通过在高沸点有机溶剂中热
分解有机金属化合物来制备磁性纳米粒子。该 方法克服了共沉淀法制备磁性纳米粒子的缺点, 能够制备出形状规则、粒径均一、单分散的磁 性纳米粒子。有机金属化合物通常选用乙酰丙 酮类金属、金属试剂盐或羰基铁化合物等，脂 肪酸、油酸和油胺等是常用的表面活性剂。 IBM公司的科学家Sun等使用晶种生长法, 将乙 酰丙酮类金属在油酸、油胺、高级脂肪醇共存 的条件下, 在高沸点溶剂中加热回流, 合成出 粒径4～20nm、形状规则且饱和磁化强度较高 的磁性纳米粒子
一些纳米材料的照片
碳纳米管
这种新型纳米制造工艺被用在改进玻璃 性能上---晶盾玻璃透光隔热系列产品 在“红外线阻隔率”、“降温幅度”、 “节能指数”、“紫外线阻隔率”、 “透光率”、“空气净化功能”、“有 效去除甲醛等各种有害气体”、“防污、 清洁功能”“创新智能清洁、防污”等 核心技术参数方面远远超越了传统的保 温材料和普通玻璃贴膜。从而在智能清 洁、防雾、防滑、建筑节能、防紫外线 等决定玻璃性能的核心方面，具有巨大 的优势。
超顺磁性纳米材料
一.纳米材料的简单介绍
纳米材料（Nano material)又称为超微颗 粒材料，由纳米粒子（nanoparticles，NP） 组成，纳米粒子也称超微颗粒，即纳米球 （nanospheres）与纳米囊（nanocapsules） 的统称，粒子尺寸范围通常是在1～100nm之间。 由于纳米粒子的尺寸处于单个原子、分子与体 相材料之间，具有小尺寸效应、量子尺寸效应、 表面效应、宏观量子隧道效应、体积效应等， 使得其性质与单个原子、分子及体相材料明显 不同，而具有优异的电学、光学极催化性能等。
⑶ 低温双相回流法：
在最近的研究中, Gu等结合共沉淀 法和高温分解法的优点, 开发出低温双 相回流法, 即以 FeCl2 ·4H2O,FeCl3 ·6H2O, C18H33O2Na 和NaOH为原料, 在水、乙醇和甲苯的混 合溶剂中, 较低温度下回流后制得Fe3O4 磁性纳米粒子, 其合成路线见图。所制 备的超顺磁性Fe3O4 纳米粒子大小均一、 粒径分布窄、单分散性好。
超顺磁性磁流体制备及工艺优化
241 概述随着科技发展，纳米材料在光、电、磁、热等方面上表现优异的性能，成为目前研究热点之一[1]。
其中磁性Fe 3O 4纳米材料以其独特的理化性质比如：粒径小、比表面积大、磁性敏感以及超顺磁性（10～30 nm）[2]等，广泛应用于磁流体、磁性催化剂、磁记录材料等工业领域[3，4]。
同时也可用在细胞分离、DNA提取、靶向载药、肿瘤热疗、磁共振成像等生物领域[5，6]。
目前制备磁性Fe 3O 4纳米颗粒常用方法有：化学共沉淀法[7]，高温热分解法[8]，微乳液法[9]，水热法[10]]等。
化学共沉淀法是制备磁性Fe 3O 4纳米颗粒的一种简单便捷方法。
通常将一定比例的Fe 3+和Fe 2+盐溶液在惰性气体保护下加入碱溶液，或者将碱溶液加入到一定比例的Fe 3+和Fe 2+盐溶液，反应一般在室温或者加热条件下进行，反应方程式如下：Fe 2+ + 2Fe 3+ + 8OH - Fe 3O 4 +4H 2O化学共沉淀法制备Fe 3O 4纳米颗粒因制备条件温和、工艺简单、工艺流程短、成本低设备简单且产量高因而被广泛采用[11]。
但是颗粒尺寸较差，表面性质以及形貌可控性一般。
在共沉淀法形成Fe 3O 4纳米颗粒的过程中，由于反应速度较快，爆发性的成核后伴随缓慢的晶体生长过程，使得成核与结晶过程难以分离，导致Fe 3O 4纳米颗粒间存在严重的团聚现象，同时产物粒径分布范围较宽，针对上述共沉淀出现现象，通常科研人员对其制备Fe 3O 4纳米颗粒进行改性处理[12]。
本文通过化学共沉淀法制备了Fe 3O 4纳米颗粒，再结合油酸进行改性制备了超顺磁性Fe 3O 4磁流体。
通过对制备过程以及后续洗涤过程优化，本文所制备的Fe 3O 4磁流体，颗粒规则为球状结构、粒径小、分散均匀且无团聚现象。
同时具有超顺磁性，样品矫正力为0，矫顽力为16.3 Oe，表明所制备的磁流体磁性能良好。
2 实验过程2.1 实验试剂与仪器本文所用试剂与仪器如表1、2所示，实验用水均为去离子水。
超顺磁性[教材]
![超顺磁性[教材]](https://360docs-1393072327.cos.ap-beijing.myqcloud.com/a49d191f773231126edb6f1aff00bed5b9f3733b.webp)
基本定义超顺磁性（superparamagnetism）：如果磁性材料是一单畴颗粒的集合体，对于每一个颗粒而言，由于磁性原子或离子之间的交换作用很强，磁矩之间将平行取向，而且磁矩取向在由磁晶各向异性所决定的易磁化方向上，但是颗粒与颗粒之间由于易磁化方向不同，磁矩的取向也就不同。
现在，如果进一步减小颗粒的尺寸即体积，因为总的磁晶各向异性能正比于K1V，热扰动能正比于kT（K1是磁晶各向异性常数，V是颗粒体积，k是玻尔兹曼常数，T是样品的绝对温度），颗粒体积减小到某一数值时，热扰动能将与总的磁晶各向异性能相当，这样，颗粒内的磁矩方向就可能随着时间的推移，整体保持平行地在一个易磁化方向和另一个易磁化方向之间反复变化。
从单畴颗粒集合体看，不同颗粒的磁矩取向每时每刻都在变换方向，这种磁性的特点和正常顺磁性的情况很相似，但是也不尽相同。
因为在正常顺磁体中，每个原子或离子的磁矩只有几个玻尔磁子，但是对于直径5nm的特定球形颗粒集合体而言，每个颗粒可能包含了5000个以上的原子，颗粒的总磁矩有可能大于10000个玻尔磁子。
所以把单畴颗粒集合体的这种磁性称为超顺磁性[1]。
编辑本段特点介绍超顺磁性行为有两个最重要的特点：一是如果以磁化强度M为纵坐标，以H/T为横坐标作图（H是所施加的磁场强度，T是绝对温度），则在单畴颗粒集合体出现超顺磁性的温度范围内，分别在不同的温度下测量其磁化曲线，这些磁化曲线必定是重合在一起的。
二是不会出现磁滞，即集合体的剩磁和矫顽力都为零。
重要性对于磁性颗粒集合体来说，有两个物理量非常重要：一是出现超顺磁性的临界尺寸（直径）Dp。
如果颗粒系统的温度保持恒定，则只有当颗粒尺寸D≤Dp才有可能呈现超顺磁性。
该直径小于单畴颗粒的临界直径。
二是截止温度TB，对于足够小的磁性颗粒，存在一特征温度TB，当温度T＜TB时，颗粒呈现强磁性（铁磁性或亚铁磁性）；T≥TB时，颗粒呈现超顺磁性。
超顺磁的必要条件有两个：一个是测MT曲线的零场冷（ZFC）和场冷（FC）曲线，两曲线会分叉，在ZFC曲线有一个峰值，对应超顺磁的冻结温度，并且该峰值会随着测量的频率变化而发生移动。
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。
超顺磁性四氧化三铁纳米材料在医学方面的应用
超顺磁性四氧化三铁纳米材料在医学中的应用综述……..…….. ……….. ………..DOI 10.1002/aic.11111Published Sep 29, 2011关键词:超顺磁性纳米粒子四氧化三铁靶向运输前言近1O年来，有关纳米药物载体(Drug Nanoearriers)的研究不仅吸引了科学家们的极大兴趣，也得到了普通公众热切的关注。
常见的纳米药物载体主要包括无机纳米药物载体和有机高分子纳米药物载体。
其中，高分子纳米粒子作为药物载体研究得比较早，目前已有少量基于高分子纳米载体的药物得到欧美一些国家药监部门批准用于临床治疗[1]。
这是因为高分子纳米粒子生物相容性好，毒性小，药物可通过物理包覆或者化学键合的方式结合到高分子纳米粒子中，其释放后高分子载体可通过降解排出体外[2]。
与高分子纳米粒子相比，无机纳米粒子不仅尺寸、形貌可控性好，比表面积大，而且独特的光、电、磁性质赋予其具有潜在的成像显影、靶向输送和协同药物治疗等功能，使其更适于在细胞内进行药物输送[3]。
而且以超顺磁性纳米颗粒作为基因载体及药物载体的研究近年来在医学领域不断发展，由于磁性四氧化三铁生物纳米颗粒的制作简单，直径可达10 nm 以下，具有比表面积效应和磁效应，在外加磁场的作用下可具有靶向性，且四氧化三铁的晶体对细胞无毒。
在磁性四氧化三铁的晶体表面可很容易地包埋生物高分子，如多聚糖[4]、蛋白质等形成核壳式结构[5-6]，可使其达到生物相容性，使其越来越多的应用于医学领域研究。
靶向药物输送和药物可控释放是无机纳米药物载体研究的主要目标。
靶向药物输送能在病灶部位保持相对较高的药物浓度，延长药物的作用时间，提高对肿瘤细胞的杀伤力；药物可控释放可以减轻药物对正常细胞的作用且减小不良反应，提高药效，减轻患者的痛苦。
一种理想的纳米药物载体需要具备以下的性能：良好的生物相容性；足够长的血液循环时间；特异性地靶向药物到病灶部位；刺激响应性，如随着pH或温度的变化，缓慢释放药物；能有效地在细胞内输送药物，进一步进入特定的细胞器。
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。
磁性纳米材料课件
• 短周期约为费米波长的一半，即AF/2,与RKKY交换模型预期
的相同。
• 其基本特点是，4f电子是局 域的，6s电子是游动的，f电子
与s电子发生交换作用，使s电子极化，这个极化了的s电子
的自旋对f电子自旋取向有影响，结果形成以游动的s电子
为媒介，使磁性原子（或离子）中 局域的4f电子自旋与其
• 虽然交换耦合的机制问题目前还没有完全
清楚，交换耦合原理的应用研究方兴未艾
。 比如两种新型的磁记录材料，即交换耦
合复合介质（exchange coupled composite (
• 振荡交换耦合现象: 磁性多层膜的磁性层间可以通 过非磁
性金属层而交换耦合。
• 交换耦合随金层厚度作铁磁和反铁磁的振荡变化，此振荡
磁矩的时间平均值为零，系统表现出超顺磁性。
• 粒子要表现出超顺磁性的临界尺寸V。
• 对于T =100 K时K = 107J/m3的材料，当尺寸
为6. 3 nm时粒子的弛豫时间t=10-1s， 而尺
寸为6. 8 nm时，r=10 s；尺寸到7. 6 nm时r=
105s(即一天！）。由此可见，表现出超顺
• 超顺磁性的特征是矫顽力Hc0，磁化强度
为
• 对于超顺磁性粒子的胶体悬浊液，粒子间只有弱的静磁作
用和范德瓦尔斯力，热运动既可使粒子内磁化矢量克服磁
各向异性能的位垒而旋转，还可使粒子作整体运动，这就
是磁性液体。
• 热运动能kT使体积为V的粒子磁矩Ms越过各向异性常数为K
的势垒的几率为 p=exp(-KV/kBT)，即原来一致磁化的粒子集
• 在一定磁场下电阻急剧减小，为一般磁性物质之十余倍，
这种现象称为R磁电阻现象 (giant magnetoresistance，
磁性纳米材料
磁性物质的应用可以一直追溯到中国古代，早在公元前4世纪，我们的祖先就开始利用磁性材料，并且制造出4大发明之一的指南针，用于军事和航海。
因此，磁性物质的研究是一个古老而重要的领域，也是工业应用方面广泛研究的课题。
纳米材料与常规粗晶材料具有很大性质上的不同，除了具有普通材料的性质之外，还具有特殊的纳米效应，所以，纳米材料具有许多优异的光学、电学、热学、磁学和力学性质，已成为新世纪材料科学研究的热点，并给传统的磁性产业带来了跨越式发展的重大机遇和挑战。
纳米尺度磁性材料的发展，使材料的磁性能发生了量变到质变的飞跃，显著地提高了材料的磁性能。
磁性材料作为材料中的一个重要成员，一直紧密伴随着纳米科技的发展，是纳米材料学中不可或缺的一部分。
研究表明，当材料的尺寸进入纳米尺度后，比表面积急剧增大，表面能相应升高，量子效应体现出来，使得磁性纳米材料具有一些奇异的物理性质，为此，磁性纳米材料成为信息、生物、化学材料等领域的一个研究热点。
一、磁性纳米材料的制备在人们所熟知的大量磁性材料中，由于不能同时满足高饱和磁化强度和稳定性高的要求，饱和磁化强度高但稳定性低的材料应用在一定程度上受到了限制。
目前可选作磁性微粒的仅有少数几种，主要为金属氧化物，如三氧化二铁（Fe2O3）、MFe2O4(M=Co，Mn，Ni)、四氧化三铁（Fe3O4），二元和三元合金，如金属铁、钴、镍及其铁钴合金、镍铁合金，以及钕铁硼(NdFeB)、镧钴合金（LaCo）合金等，它们的稳定性(即抗氧化能力)依次递减，但饱和磁化强度却按上述次序递增。
纳米科技的发展，使这些磁性材料的应用成为可能，目前，磁性材料纳米化已成为材料科学的一个发展趋势。
磁性纳米材料的制备技术决定了其性质，关系着最终工业应用。
目前磁性纳米材料制备技术可以有多种分类，一种是分做物理法和化学法；另一种是按照物质状态进行分类，如固相法、液相法和气相法。
其中，固相法包括非晶晶化法和高能球磨法；液相法包括喷雾法、沉积法、蒸发法、溶胶凝胶法、溶剂挥发分解法及电沉积法；气相法包括熔融金属反应法、气体冷凝法、真空蒸镀法、溅射法、激光诱导法、电加热蒸发法、混合等离子法及化学气相沉积法等。
纳米磁性材料
（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.
整理的纳米材料复习资料
第一章纳米科技：纳米科学（nanoscience）、纳米技术（狭义的nanotechnology）以及纳米工程（nanoengineering）的统称，是研究、开发、利用纳米尺度物质的一门新型的应用型学科，具有多学科交叉的特征。
⏹（1）纳米科学：探索与发现物质在纳米尺度上所表现出来的各种物理、化学与生物学现象及其内在规律，尤其是原子、分子以及电子在纳米尺度范围的运动规律，为纳米科技产品的研发提供理论指导。
⏹（2）纳米技术：主要包括纳米尺度物质的制备、复合、加工、组装以及测试与表征，实现纳米材料、纳米器件与纳米系统在原子、分子尺度上的可控制备，为纳米科技的应用奠定基础。
⏹（3）纳米工程：包括纳米材料、纳米器件、纳米系统以及纳米技术设备等纳米科技产品的设计、工艺、制造、装配、修饰、控制、操纵与应用，推动纳米科技产品走向市场、有效地服务于经济社会。
⏹纳米材料的定义⏹（1）纳米尺度：1nm到100nm范围的几何尺度；⏹（2）纳米结构单元：具有纳米尺度结构特征的物质单元，包括稳定的团簇或人造原子团簇、纳米晶、纳米粒子、纳米管、纳米棒、纳米线、纳米单层膜及纳米孔等；⏹（3）纳米材料：物质结构在三维空间至少有一维处于纳米尺度，或由纳米结构单元组成的且具有特殊性质的材料。
纳米材料按几何特征---维数可分为⏹ 1.零维一维二维三维纳米材料的主要特征在于其外观尺度，从三维外观尺度上对纳米材料进行分类是目前流行的纳米材料分类方法，可分为零维纳米材料、一维纳米材料、二维纳米材料和三维纳米材料（表1.1）。
其中零维纳米材料、一维纳米材料和二维纳米材料可作为纳米结构单元组成纳米固体材料、纳米复合材料以及纳米有序结构。
第二章久保理论两点主要假设：◆（1）简并费米液体假设◆（2）超微粒子电中性假设1．量子尺寸效应:当粒子的尺寸下降到某一纳米值时，金属费米能级附近的电子能级由准连续变为离散能级的现象，以及纳米半导体微粒中最高被占据分子轨道和最低未被占据的分子轨道的能级间隙变宽的现象。
纳米磁性材料及应用
纳米磁性材料及应用摘要纳米磁性材料的特性不同于常规的磁性材料，其原因在于与磁性相关联的特征物理长度恰好处于纳米量级关键词。
利用这些特性，涌现出一些列新材料与众多应用。
本文主要介绍了纳米微晶材料及其应用以及磁纳米颗粒在磁记录材料、磁性液体以及磁性药物方面的应用。
关键词：纳米磁性材料；纳米技术；磁性材料1.引言1.1物质的磁性磁性现象的范围是很广泛的，从微观粒子到宏观物体，以至宇宙天体，都具有某种程度的磁性。
按照现代原子物理学的观念，物质内部的元磁性体有以下两种[1]：（1）组成物质的基本粒子（电子、质子、中子等）都具有本征磁矩（自旋磁矩）（2）由于电子在原子内运动而产生的微观电流的磁矩（轨道磁矩），以及质子和中子在原子核内的运动所产生的磁矩当大量原子和分子集团组成物质时，原子内的这些元磁性体之间有各种相互作用，这些相互作用就是物质的磁性起源。
1.2纳米磁性材料的分类磁性材料一直是国民经济、国防工业的重要支柱与基础，应用十分广泛，尤其在信息存储、处理与传输中已成为不可缺少的组成部分，广泛地应用于电信、自动控制、通讯、家用电器等领域。
随着技术的发展，磁性材料进入纳米阶段。
纳米磁性材料及其应用主要分为四个方面[2]：（1）磁性纳米微晶材料及其应用；（2）磁性纳米微粒材料；（3）磁性纳米有序阵列及其应用；（4）磁性纳米结构材料及其应用。
1.3纳米磁性材料的特性纳米磁性材料的特性不同于常规的磁性材料，其原因在于与磁性相关联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等时，就会呈现反常的磁学与电学性质[3]。
表1所示为Fe、Ni的磁单畴临界半径和超顺磁性临界尺寸[2]。
表1 Fe、Ni的磁单畴临界半径和超顺磁性临界尺寸M Fe Ni磁单畴临界半径（nm）8.0 21.2超顺磁性临界尺寸（nm） 6.3 252.磁性纳米微晶材料及其应用磁性纳米微晶材料大致上可分为纳米微晶软磁材料与纳米微晶永磁材料二大类。