制备磁性纳米材料的研究进展
文章介绍了国内外磁性纳米粒子的研究近况。
制备磁性纳米材料的方法大致可分为两类，物理法和化学法，分别介绍了球磨法、溅射法、共沉降法、辐射合成法、液相沉积法、热液法制备磁性纳米材料的研究进展，并比较各种方法的优缺点。
标签：纳米材料；磁性；制备
1 引言
纳米科技发展于20世纪九十年代，人们研究发现，当材料尺寸缩小到纳米级别时，材料的许多宏观性能发生很大改变。
具有很多特殊性质，如：表面效应、量子尺寸效应、小尺寸效应、宏观量子隧道效应等[1，2]在纳米材料研究领域中，磁性材料的研究受到诸多学者的关注，由于磁性的存在，纳米粒子的一般性质在磁性纳米粒子上有特殊的表现形式，主要表现在超顺磁性、高矫顽力和磁化率等方面，使磁性纳米材料在许多行业得到了广泛应用并具有巨大的应用前景。
2 制备磁性纳米粒子的物理方法
磁性纳米粒子合成的关键是防止纳米粒子团聚，如果团聚现象出现，会导致材料粒径不处于纳米级别，从而导致失去超顺磁性。
常用制备纳米磁性材料的方法大致可分为两类，物理法和化学法，物理方法有球磨法、溅射法等，化学方法有共沉降法、辐射合成法、液相沉积法、热液法等[3，4]。
2.1 球磨法
高能球磨法有成果机械合金化法，是目前最为普遍的制备纳米材料的方法，相较于其他制备方法，高能球磨法具有低成本，设备简单、适合于大规模生产等诸多优点。
它的基本原理是在干燥的容器内，通过反复的机械研磨来诱发化学反应或诱导材料组织、结构和性能的变化，使晶粒不断细化，最终达到纳米尺寸，从而得到新材料。
但它的缺点是制备的纳米粒子易团聚，使粒径增加，也易混入杂质。
刘琪等采用高能球磨法制备片状羰基铁，通过研磨速度和时间的研究发现，增加研磨时间和降低研磨速度均可有效改善电磁性能。
在转速为250r/min，研磨16h时铁粉出现片状化结构，以其制备的复合材料当厚度为1.5mm时，其反射率小于-10dB的带宽为7.5GHz，最低反射率损耗为-29dB；张柯等采用机械球磨方法制备Fe-C单相固溶体纳米晶粉体材料，球磨时间大于85h后，颗粒和晶粒尺寸均趋于稳定。
Ding以球磨法制备出粒径约为25nm、磁性能优异的CO0.5Fe2.5O4铁氧体。
2.2 溅射法
溅射法是在两金属板间施加电压，以溅射方法制备纳米微粒。
具有可制备不同熔点的纳米金属、制备多组元的纳米颗粒和产量较高等优点。
潘成福通过对溅射时间、氩气压强及两种金属比例，用溅射法同时将铁和氧化铝溅射到同一衬底制得铁微粒薄膜。
3 制备磁性纳米粒子的化学方法
3.1 共沉降法
共沉降法适用于在Fe2+和Fe3+盐的水溶液制备高纯度纳米粒子，Maaz用化学共沉淀法合成了粒径为15-48nm的CoFe2O4纳米颗粒，其矫顽力在28nm附近有最大值。
Kuo在一定条件下，用氢氧化钠沉淀Fe2+、Fe3+成功制备纳米级Fe3O4。
Tang以相同的方法在100℃制备得到了MnFe2O4三元体系的氧化物。
3.2 辐射合成法
γ射线是一种可以将金属还原的方法，以辐射法制备的纳米材料具有周期短、常温常压、纯度高等优点。
近年来越来越得到研究人员的青睐。
赵弘韬以磁场辅助γ射线制备磁性金属纳米粒子，发现磁场的引入可以实现纳米钴及纳米镍的有序排列，且磁场强度对排列程度有较大影响。
3.3 液相沉积法
刘颖在液相还原法制备纳米铁粉过程中加入碱性介质，发现在有碱性介质存在的条件下，纳米铁粉微观聚集状态发生变化，呈非晶态；王翠英等在C2H5OH-H2O为溶剂的条件下，通过含镍盐对制备的纳米铁进行电化学修饰，制备出多层复合的纳米结构；张锡凤等在12-丙二醇体系中加入多种物质混合共同作为修饰剂，制备多种形貌球型多晶纳米镍。
3.4 热液法
热液法包括水热法和溶剂热法，热液法具有价格便宜，具有可调性和操作性强等优点。
Park以高温热分解CO2(CO)8来制备钴纳米晶，发现改变外包裹层NaAOT 和油酸的用量可以控制生成的钴纳米晶粒径。
彭韬等用溶液合成法制备COFe2O4纳米粉体，发现制备的粉体粒径分布均匀，平均为5nm，热处理后具有良好的顺磁性。
4 结束语
随着现代科技日新月异的发展，人们对于材料的需求也在逐渐加大，纳米磁性材料除具有普通纳米材料的基本性能之外，还具有优异的磁学性能，具有广阔
的应用前景。
制备纳米磁性材料的方法仍然有待发展，这也将对于推动纳米材料的开发研究和应用起到积极的作用。
参考文献
[1]张效岩，王英，张亚非.磁性纳米粒子的制备及应用[J].磁性材料及器件，2004，35(6):14-17.
[2]张立德，牟季美.纳米材料和纳米结构[M]北京，科学出版社，2002:74-79.
[3]郑方才.磁性纳米复合材料的制备及性能研究[D].安庆:安庆师范学院，2012.
[4]马向东.纳米材料的进展及展望[J].水利电力机械，2004，26(2):3537-3541.。