磁性粒子浓悬浮体系沉降稳定性的光学表征

报道一种新的磁性粒子浓悬浮体系沉降稳定性的表征方法。对均匀分散的磁性粒子浓悬浮体系,采用定时光度测量法对其沉降稳定性进行表征,可以得到一定时间内粒子沉降的定量数据。此方法可用于低体积分散磁流变液沉降稳定性的表征。同时,对比分析表明,在磁性粒子浓悬浮体系中加入纳米级TiO2粒子,能使制备的磁流变液稳定性显著增强。     

α-Fe粉体浓悬浮体系的制备及磁流变效应

报道使用价格低廉的还原铁粉制备磁性粒子浓悬浮体系 ,对体系磁流变效应进行研究 ,并研究了磁性颗粒尺寸和氧化物对悬浮体系力学性质及沉降稳定性的影响 .     

微米级高聚物包埋型金属铁复合粒子的球磨法制备及其磁流变效应

采用球磨法,能成功地直接从高聚物与金属铁的混合研磨中,获得微米级由聚苯乙烯和 甲基丙烯酸甲酯等高聚物包埋型金属羰基铁复合粒子。详细讨论制备条件包括不同高聚物比例、球磨时间对复合粒子形貌和粒径的影响及其复合粒子的热稳定性,还简要研究了由这些粒子组成的浓有机悬浮溶液的磁流变效应及其粒子的沉降稳定性。     

无机-高分子磁性复合粒子的制备与表征

详细地研究了乳化剂用量对种子乳液聚合反应的影响,并成功地制备出粒径约为３００的苯乙烯／丙烯酸共聚小球。另外,还报道使用化学共沉淀法使无机粒子与高分子球复合,制备出高分子球为核,无机粒子为壳层的磁性复合料子,使用ＸＲＤ、ＴＥＭ等手段对此复合料子进行了表征。同时,进一步研究了这种复合粒子悬浮液的悬浮性能以及粘度随磁场的变化情况。     

Finemet合金析出相α-Fe(Si)结构与磁性的第一性原理计算

采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法研究Finemet合金中析出相α-Fe(Si)的晶体结构与磁性,探讨影响立方结构α-Fe(Si)相磁性能的各个因素. 从电子自旋角度出发,分别计算分析了不同比例的Si置换α-Fe超晶格中不同位置的Fe原子后α-Fe(Si)体系的磁性能. 计算结果表明,自旋态密度是影响磁性能的关键因素. 发现Si置换α-Fe超晶格顶角处Fe原子得到的体系比取代体心位置Fe原子的体系磁性要好. 由此可以得出结论,在一定的含量范围内,随着Si含量的增加,Si出现在α-Fe超晶格中顶角位置的概率增大,α-Fe(Si)相的软磁性能提高,与实验结果相符. 本文的研究工作有助于理解Finemet合金的磁性机理. 关键词： Finemet合金 磁性能 第一性原理 态密度     

钴纳米粒子自组装有序阵列与磁性

采用高温液相分解法制备出平均粒径不同的单分散的钴纳米粒子.用自组装的方法得到二维和三维的钴纳米粒子有序阵列，用透射电子显微镜研究了粒径、温度、有机溶剂以及浓度对钴纳米粒子的自组装的影响.用超导量子干涉仪研究了钴纳米粒子的超顺磁性.这些研究结果为深入研究磁性纳米粒子的物性和在纳米器件中的应用奠定了良好的基础. 关键词： 钴纳米粒子 自组装 超顺磁性     

不同间距的钴纳米粒子一维链的制备及磁性能研究

在室温条件下用简单、易操作的方法磁诱导自组装制备出钴纳米粒子一维链状结构,研究了工艺条件对钴链中粒子的大小以及间距的影响.重点分析了两种不同粒径及间距的钴纳米粒子链状结构的磁性与温度的变化关系,发现钴纳米粒子链状结构在室温时呈超顺磁性,而在10K时呈弱铁磁性.提出了间距长（约10nm左右）的纳米链更趋近于单个纳米粒子的...     

液相法制备金属纳米粒子

液相法是在均相溶液中，利用各种途径引发化学反应，通过均相或异相成核及随后的扩散生长而制备出粒径分布窄且表面功能化的纳米尺度材料．介绍了液-液两相法、反相胶束、高温液相法等制备单分散金属纳米粒子的方法和高温液相法制备金属纳米粒子的影响因素，以及近年来在金属纳米粒子的制备和性能研究上的进展，尤其是Co等多种磁性纳米粒子的制备、磁性研究．     

α-Fe_2O_3纳米粒子Morin相变的Raman光谱研究

本文首次用Raman光谱法研究了粒子尺寸和Co2 +包附对α-Fe2 O3纳米粒子Morin相变温度TM的影响机制。测量结果显示纳米粒子α -Fe2 O3的振动模相对大块样品发生了红移和宽化 ,粒子愈小红移和宽化愈显著。表明表面Fe3+离子与配位氧离子的键距增大 ,键长呈从体相Fe-O键长过渡到表面Fe -O键长的某种分布。这种小尺寸引起的键长改变导致α -Fe2 O3粒子的单离子各向异性能减小 ,因此降低了样品的TM。分析显示Co2 +包附导致α -Fe2 O3粒子TM 的大幅下降可能是由单离子各向异性的减小和Co2 +与Fe3+之间的磁偶极子相互作用各向异性共同作用的结果     

油中悬浮粒子激光多普勒测速瞬时速度的分析

二维频移激光多普勒测量油中悬浮粒子速度时,根据悬浮粒子通过针孔光阑时存在的四种不同情况,对原有激光多普勒测量悬浮粒子瞬时速度的方法进行了改进,提出一种悬浮粒子瞬时速度分析处理方法,利用该方法,对水平方管内的油中悬浮粒子的瞬时速度进行了测量分析。结果表明:改进方法获取的悬浮粒子瞬时速度的稳定性较好,能够表征在一组粒子通过激光多普勒的针孔光阑的时间段内粒子组随着时间的变化趋势,提高了频移激光多普勒采样数据的利用效率,有利于进一步准确表征悬浮粒子在油液中二维瞬时速度的分布特征和运动轨迹,为激光多普勒实验测量中悬浮粒子瞬时速度的表征提供理论支撑。     

轻质磁性材料的制备及在磁流变液中的应用

研究了使用化学镀的方法在轻质载体上包覆具有磁性的镍、钴等物质。该材料具有密度低的优点（有效密度为2-3g/cm^3）。对比于几种羰基镍粉制备的磁流变液的沉降稳定性,使用该轻质磁性材料制备的磁流变液不用加防沉剂,其稳定性类似于加入较多防沉剂的羟基镍粉磁流变液。其在磁场下表观粘度比零磁场下的粘度有几十倍的变化。因此,使用该轻质磁性材料有望解决磁流变液普遍存在的沉降问题,得到综合性能良好的产品。     

铁纳米粒子的结晶形态与表面氧化膜分析

铁纳米粒子样品系采用气体蒸发法制备,用透射电子显微镜观察其结晶形态和粒径大小,采用X射线衍射、电子衍射、X射线光电子能谱和俄歇电子能谱等多种分析手段详细分析了粒子表面氧化膜的组成、结构和厚度及其稳定性,提出了铁纳米粒子组成和结构模型。结果发现铁纳米粒子本身的晶体结构与普通α-Fe是一致的,为体心立方结构,粒子表面存在约3nm厚的双层氧化膜,外面一层为γ-Fe₂O₃,厚度约为1nm。里面一层为Fe₃O₄,厚度约为2nm, 关键词：     

磁流变液组分选择原则及其机理探讨

从关流变液的流变机理及其性能指标出发,探讨了磁流变液组分母液、磁性颗粒、表面活性剂的选择原则及其对磁流变液性能的影响,及磁流变液的分散工艺;并在此基础上,研制成功了一种性能优良的磁流变液,其沉降稳定性较好,长时间（一个月左右）存放基本不沉降。     

磁流变体的制备及性能

对以羰基铁粉、硅油和烃类油为悬浮相和悬浮介质,通过适当添加剂和工艺制备的磁流变体材料,制备方法、磁流变性能及影响因素进行了研究,认为是具有良好综合性能的磁流变体材料。制备的磁流变体具有较低的零场粘度（0．4－1．5Pas),较高的剪切应力（τ=50-75kPa)和良好的稳定性及阻尼性能。     

氯离子刻蚀三角银纳米粒子及其拉曼光谱的研究

在硼氢化钠和双氧水共存的体系中还原硝酸银,以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为表面活性剂,在柠檬酸钠的作用下合成三角银纳米粒子,随后加入氯离子,研究其作用下三角银纳米粒子的形貌变化.结果表明:随着氯离子浓度不断增大,三角银纳米粒子逐渐被刻蚀成圆盘粒子,且吸附生物分子多巴胺后,SERS信号随着粒子减小而增强,原因可能在于粒子形状发生转化的同时还生成了大量的银团簇物质,这些银团簇的存在活化了溶胶体系的性质.     

共聚焦超声换能器的声场优化与粒子捕获

超声悬浮被广泛应用于多个领域,目前主要有驻波式和相控阵式悬浮系统.基于共焦点排列的聚焦换能器结构,本研究提出了一种单边式超声悬浮系统.其基本原理是利用反相激励成对聚焦换能器在空间构建具有势阱结构的特定声场,实现微粒的捕获与悬浮.针对4个共焦点排列的聚焦换能器,基于有限元仿真研究了换能器轴夹角及激励相位模式对声场分布的影响;利用实验演示了系统的粒子捕获效果,验证了其势阱分布情况.结果表明,换能器轴线与结构中轴线夹角为45°时,势阱强度最高;换能器的激励相位分别为0,0,π,π时,声场中存在1处主势阱、2处次级势阱,可以捕获3处粒子团;换能器的激励相位分别为0,π/2,π,3π/2时,声场中仅存在1处势阱,只可捕获1处粒子团.该系统具有成本低、自由度高、稳定性强、操作便捷的优点,且能够实现单个位置或多个位置粒子团的捕获与悬浮,可以用于流体中高密度物体操控.     

超微粒子物理

本文总结了近期来超微粒子技术和物理的发展概况．描述了量子尺寸效应对超微粒子体系的物理特性的影响，并简明地叙述了超微粒子的制造技术、超微粒子结构、晶格动力学的特点以及超微粒子的各种物理特性．     

优化磁共振纳米医学中磁性纳米粒子的热疗效率

磁共振热疗(magnetic resonance hyperthermia)是近年来新兴的一种纳米医学治疗方法,由磁共振的硬件架构产生特定交变磁场,有效地加热磁性纳米粒子,以直接或间接地杀死癌细胞,体现诊疗一体化。提高磁性纳米粒子的加热效率是当前磁共振热疗领域亟待解决的难题之一。磁性纳米粒子的加热效率不仅与粒子本身的大小、性质以及尺寸分布有关,还和聚集状态有关。该研究利用3D Metropolis蒙特卡罗模拟方法,模拟了不同温度下磁性纳米粒子的磁共振热动力学行为及其团聚与分离现象;并通过修正过的郎之万方程,建立了相变临界温度与外加磁场频率的函数关系。模拟结果显示,磁性纳米粒子悬浮液中多聚体的相对含量随着温度的升高而降低,达到临界温度后,多聚体完全分离成单体;而提高交变磁场频率可以显著降低临界温度,且存在临界频率,高于此临界频率后临界温度不再受外加磁场频率影响,达到稳定。因而在临界频率下预热磁性纳米粒子悬浮液,使得多聚体分离成单体,可优化磁性纳米粒子的热疗效率。     

磁性核壳纳米粒子的制备及其在分离和光谱检测中的应用

磁性及其核壳复合纳米粒子由于在不同领域中具有广泛应用而受到研究者的极大关注,总结了磁性及磁性核壳纳米粒子常见的制备方法及各自的特点,并重点讨论了其在磁分离及光谱检测方面的应用,也介绍了本课题组在纳米粒子合成及应用方面所做的一部分工作。最后对磁性纳米粒子中存在的问题进行了探讨,并对其应用前景进行了展望。     

第一代伴随粒子靶管的研制

研究伴随粒子成像技术(API),就必须研制带有伴随粒子探测器的伴随粒子靶管,因而对D-T反应及其产物中子与α粒子的关系、伴随α粒子探测器及其输出电路等关键技术进行了研究。综合考虑不同类型的D-T中子发生器,制作了一个相对可靠、安全的D-T中子发生器。通过实验测试了多阳极光电倍增管(PSPMT)及其两种输出电路的性能,证明了SCDC输出电路路具有比DPC输出电更小的畸变和更高的位置分辨。实验验证了第一代带伴随粒子探测器的伴随粒子靶管的设计方案的可行性,测得伴随α粒子与中子在时间和位置上的关联,中子角度不确定度为7°,与理论相符。