静电纺丝技术制备铁氧体纳米纤维定向阵列及其磁性研究

"静电纺丝法制备定向排列的铁氧体纳米纤维 (2013年)，涉及自然科学领域的论文，主要探讨了利用静电纺丝技术制备Co0.8Zn0.2Fe2O4/PVP纳米纤维前驱体，并通过热处理得到定向排列的铁氧体纳米纤维。" 静电纺丝技术是一种先进的纳米材料制备方法，它利用电场力驱动聚合物溶液或熔融态物质形成连续的纤维。在这个过程中，聚乙烯吡咯烷酮（PVP）作为溶剂辅助材料，金属硝酸盐（如钴、锌的硝酸盐）作为铁氧体成分的来源，两者混合形成溶液，通过静电纺丝设备喷射形成纳米纤维。通过调整工艺参数，可以控制纤维的直径、表面光滑度以及排列方向。 论文中提到的Co0.8Zn0.2Fe2O4是尖晶石型铁氧体的一种，这种复合材料在经过不同温度（550~950℃）热处理后，可以得到纯相且结晶良好的尖晶石结构。尖晶石型铁氧体因其优异的磁性能，如高饱和磁化强度、高矫顽力和磁晶各向异性，被广泛用于各种应用，包括高密度信息存储、磁光记录材料和磁流体。 在实验中，研究人员发现，以2000r/min的转速收集的纤维形态最佳，纤维直径约为300nm。进一步的热处理（如750℃）可以使纤维直径减小至70nm，同时，这些纤维在室温下的饱和磁化强度为66.1A·m²/kg，矫顽力达到6.6A/m，显示出单畴尺寸约为44nm。Co0.8Zn0.2Fe2O4（CZFO）相比于传统的CoFe2O4，其饱和磁化强度增加，矫顽力降低，这可能归因于锌离子的掺杂对磁性能的影响。此外，CZFO纳米纤维与粉末的磁特性存在显著差异，这可能源于纳米纤维的特殊一维结构，使得它们在磁性响应上表现出独特的性质。 这篇论文详细介绍了利用静电纺丝法制备定向排列的铁氧体纳米纤维的过程，以及热处理对材料结构和磁性能的影响。这项研究对于优化纳米纤维的磁性性能，以及在传感器、药物传输系统和高频器件等领域的潜在应用具有重要意义。同时，它也揭示了掺杂元素对尖晶石型铁氧体磁特性的调控作用。