|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ЦЭМИ РАН |
||
Коллоидные частицы гексаферрита стронция: морфология, модификация поверхности, упорядочениедипломная работа (Магистр)
- Научный руководитель: Трусов Л.А.
- Автор: Анохин Евгений Олегович
- Тип: Магистр
- Организация, в которой проходила защита: МГУ имени М.В. Ломоносова, Факультет наук о материалах
- Год защиты: 2018
- Аннотация: Коллоиды магнитотвёрдых частиц гексаферритов – это новый и малоизученный класс магнитных жидкостей. В отличие от традиционных магнитных жидкостей на основе суперпарамагнитных частиц, частицы в подобных системах несут значительный постоянный магнитный момент, что определяет их особое поведение во внешних магнитных полях и сложную структурную организацию. Цель данной работы – разработать методы получения коллоидных частиц гексаферрита стронция различной морфологии и методы модификации их поверхности, а также изучить их организацию в растворе. Были поставлены следующие задачи: 1) синтезировать магнитотвёрдые наночастицы гексаферрита стронция различной морфологии; 2) получить на их основе стабильные водные коллоидные растворы; 3) исследовать структурную организацию частиц в растворах; 4) разработать методики функционализации частиц покрытиями диоксида кремния; 5) изучить микроструктуру покрытий и стабильность модифицированных коллоидных частиц в водной среде. 66 Коллоидные частицы были охарактеризованы с помощью метода рентгенофазового анализа, магнитных измерений в постоянных полях, просвечивающей и растровой электронной микроскопии. Магнитные жидкости на основе данных частиц исследованы с помощью спектрофотомерии в видимой области, метода динамического светорассеяния, магнитных измерений в постоянных и переменных полях, просвечивающей оптической и растровой криоэлектронной микроскопий, а также с помощью малоуглового рентгеновского рассеяния. В работе предложена стратегия контроля размера и формы наночастиц гексаферрита стронция при синтезе методом кристаллизации боратных стёкол. Получены стабильные водные коллоидные растворы с частицами гексаферрита стронция пластинчатой (d/h > 10) и изотропной (d/h = 1.5) формы. Установлено поведение коллоидов в состоянии «парамагнитного газа» под действием переменного магнитного поля различной частоты: вращение, вращение с отставанием по фазе и колебания около некоторого положения равновесия. С помощью МУРР изучена структурная организация частиц в концентрированном состоянии «жидкого кристалла». Показано, что под действием магнитного поля частицы образуют нитевидные динамические агрегаты из параллельно ориентированных пластинчатых частиц, а варьирование кислотности среды приводит к изменению расстояния между частицами. С помощью криоэлектронной и оптической микроскопии изучено структурирование конденсата на микроуровне. С помощью гидролиза ТЭОС получены композиты SrFe12O19/SiO2 со структурой «ядро-оболочка». Средняя толщина покрытия варьируется от 15 до 25 нм; подобные композиты могут быть диспергированы в воде под действием ультразвука; полученные золи остаются в коллоидном состоянии более 24 часов. Разработана методика перевода коллоидных растворов в щелочную среду без потери коллоидной стабильности с помощью кислотного гидролиза силиката; при этом происходит модификация поверхности частиц тонким слоем диоксида кремния (менее 5 нм). Показано, что коллоиды модифицированных частиц сохраняют стабильность в интервале pH от 6 до 11. Подобные частицы были использованы для дальнейшего доращивания с помощью ТЭОС для получения стабильных в коллоидном виде нанокомпозитов SrFe12O19/SiO2. Таким образом, в данной работе получены коллоидные частицы гексаферрита стронция с различной морфологией, разработаны различные методики модификации их поверхности покрытиями диоксида кремния, а также изучена структурная организация частиц в состояниях «парамагнитного газа» и «жидкого кристалла».
- Добавил в систему: Трусов Лев Артемович