RE-Ni一维纳米非晶合金的磁场辅助电化学制备及其磁性研究

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RE—Ni非晶合金是一种重要的功能材料,具有优异的磁学、储氢、催化等性能,在诸多领域已有着重要的应用。随着纳米科学的发展,纳米材料因具有与体材料不同的性质而备受关注,其在提高材料性能及开发新材料等方面有着重要的意义。因而,RE—Ni非晶合金纳米材料制备和研究引起了广泛的关注。但是至今为止,有关具有一维纳米结构的RE—Ni非晶合金的研究报道很少。本论文通过在磁场辅助下电化学沉积法,制备了Ho—Ni、Sm—Ni、Nd—Ni一维纳米非晶合金,并对其成份、结构和性能进行了研究。主要内容如下: (1)在外磁场条件下,乙酰胺—尿素—NaBr—KBr低温熔盐体系中Ho(Ⅲ)、Sm(Ⅲ)、Nd(Ⅲ)、Ni(Ⅱ)的循环伏安曲线表明:Ni(Ⅱ)的电极过程是一个不可逆过程;Ho(Ⅲ)、Sm(Ⅲ)、Nd(Ⅲ)三种稀土离子无法单独沉积;在Ni(Ⅱ)的诱导下稀土离子可与其发生共沉积,得到Ho—Ni、Sm—Ni、Nd—Ni非晶合金。 (2)在磁场辅助下,通过恒电位沉积方法在乙酰胺—尿素—NaBr—KBr低温熔盐体系中制备了Ho—Ni、Sm—Ni、Nd—Ni纳米棒及纳米球、Sm—Ni纳米片。研究发现电化学参数、电活性离子浓度比、磁场、不同基底对沉积物微观形貌有重要影响。 (3)XRD结果表明:样品晶化前处于非晶态;晶化后,样品由非晶态转化为合金晶态,其组成分别为SnrNi5、NdNi5;Ho—Ni合金晶化后由两种物相组成,包括HoNi5、HoNi。 (4)磁滞回线结果表明在电化学沉积过程中施加磁场对合金的磁学性质有明显影响。与无磁场辅助下电化学沉积所制得的材料相比,磁场辅助下制备的Ho—Ni、Sm—Ni、Nd—Ni非晶合金的剩余磁化强度和饱和磁化强度明显增大,而Ho—Ni、Sm—Ni非晶合金的矫顽力有所降低,Nd—Ni的矫顽力有明显增大。
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