铁钴合金碳纳米复合纤维的制备..docxVIP

铁钴合金/碳复合纳米纤维的合成与表征Synthesis and Characterization of Fe-Co Alloy/Carbon Composite Nanofibers摘 要本文以聚丙烯腈(PAN)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、乙酰丙酮铁和乙酰丙酮钴(II)的混合溶液为前驱体溶液，采用静电纺丝技术制备磁性复合纳米纤维，初纺纤维进行预氧化和炭化之后即可得到铁钴合金/碳复合纳米纤维。纤维在不同的温度下进行焙烧，采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线(XRD)衍射仪对复合纳米纤维进行表征。对影响纤维的工艺条件进行了系统的研究,研究后发现，随着焙烧温度的升高，纤维表面从光滑转向越来越粗糙，晶粒尺寸变大。纤维在较低温度下表现出尖晶石结构的主要特征，为钴铁氧体，随着温度的升高，石墨化开始出现，钴铁氧体逐渐被还原。关键词： 静电纺丝；纳米纤维；形貌；相转化AbstractIn this paper, the magnetic composite nanofibers were prepared by the processes of stabilization and carbonation after electrospinning a mixture solution of ferric acetylacetonate, cobalt(II)acetylacetone and polyacrylonitrile in N,N-dimethylforma-mide. The nanofibers were roasted in different temperature.The surface morphology and structure of composites were examined by scanning electron microscope (SEM)and X-ray diffraction (XRD). The impact of process conditions for a systematic study and found that the nanofibers’ surface is rougher and the size of grain is lager when the temperature is higher. The nanofibers those at lower temperatures shows the main features of the spinel structure which is cobalt ferrite. With increasing temperature, graphite begins to appear and cobalt ferrite is gradually being restored.Keywords: Nanofibers; Electrospinning; morphology;magnetic properties第一章 绪论 1.1 复合材料1.1.1 复合材料的定义复合材料是指由两种或两种以上不同性质的材料，通过物理或化学的方法组成的具有新性能的材料[1]。复合材料的性能并不是各种材料性能的简单相加，而是各种材料在性能上取长补短，产生协同效应，得到单一材料无法比拟的优越的综合性能。1.1.2 复合材料的特点复合材料具有高比强度、高比模量、低密度、低热导率、抗疲劳性、减震性、耐化学腐蚀性以及良好的介电性能、成形工艺性和化学稳定性等特点。除上述之外，还可根据具体的使用条件对复合材料进行设计和制造，从而满足各种不同的需求。 1.1.3 复合材料的分类复合材料有如下几种分类：(1)按基体材料的不同：①金属基复合材料；②非金属基复合材料，其中包括：树脂基复合材料、碳基复合材料、陶瓷基复合材料等。(2)按增强剂的不同：①颗粒复合材料；②层状复合材料；③纤维增强复合材料，该材料可分成四种：玻璃纤维增强复合材料、碳纤维增强复合材料、硼纤维、晶须。(3)按功能的不同：①导电复合材料；②导磁复合材料；③阻尼复合才来哦；⑤屏蔽复合材料等。(4)按物理形态的不同：①粉体复合材料；②纤维复合材料；③薄膜复合材料；③块状复合材料。(5)按性能的不同：①结构复合材料；②功能复合材料。目前，相对于大量的关于粉体、薄膜和块状复合材料的研究和报道来说，关于纤维复合材料的研究和报道比较少，本文就是对纳米复合纤维进行研究讨论。1.2 纳米材料1.2.1 纳米材料的定义纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围(1-100nm)或由它们作为基本单元构成的材料，这大约相当于10~100个原子紧密排列在一起的尺度。1.2.2 纳米材料的分类近