Физико-химические свойства магнитоуправляемых систем на основе высокодисперсных частиц магнетита

• Автор: Виноградов, Александр Викторович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 144 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА I

Основные методы синтеза магнетита

Получение высокодисперсных частиц ферромагнитных

материалов электролитическим способом

Получение металлических частиц путем разложения

карбонилов.

Получение металлических частиц путем конденсации

Получение магнитных частиц оксидной природы

Классификация низкотемпературных способов

получения магнетита
Кинетика процессов образования ферритов при
осаждении гидроксидов
Проблемы стабилизации и устойчивости магнитоуправляемых систем.
ГЛАВА II
Используемые материалы и оборудование
Изучение основных закономерностей созревания
магнетита
Кинетика процесса получения высокодисперсных частиц
магнетита
Влияние различного сырья на свойства получаемых
частиц.
ГЛАВА III
Изучение процесса осаждения гидроксида
двухвалентного железа на предварительно состаренныйи гидроксид железа III
8 Процессы получения мелкодисперсных частиц магнетита
окислением ионов Ре2
8.1 Процесс окисления ионов железа II продувкой
воздухом
8.2 Окисление раствора сернокислого железа II перекисью
водорода
9 Некоторые общие закономерности образования
высокодисперсных частиц магнетита.
Получение однородных по размеру частиц магнетита
ГЛАВА IV
Синтез устойчивых магнитоуправляемых систем с
использованием дисперсионных сред различной природы.
.1 Исследование процесса стабилизации высокодисперсных
частиц магнетита при синтезе магнитоуправляемых систем на углеводородной основе.
.2 Стабилизация частиц магнетита при синтезе
магнитоуправляемых систем на водной основе
.3 Стабилизация частиц магнетита в дисперсионных средах
различной природы.
.4 Смешанный растворительэффективный способ синтеза
устойчивых магнитоуправляемых систем на различных основах.
.5 Рицинолевая кислота как стабилизатор магнетита в
спиртах.
.6 Изменение толщины и структуры защитной оболочки как
способ регулирования вязкостных характеристик магнитоуправляемых систем.
.7 Использование стабилизаторов нового типа за счет
предварительной модификации поверхности частиц
магнетита
.8 Дисперсионная среда как фактор агрегативной
устойчивости магнитной жидкости
ГЛАВА V
Исследование физикохимических свойств
высокодисперсных частиц магнетита и магнитоуправляемых систем на их
основе.
.1 Дериватографическое исследование систем осажденных
гидроксидов железа.
.2 Рентгенофазовый анализ образцов магнитной жидкости
.3 Исследование магнитных свойств магнитоуправляемых
систем стабилизированых углеводородами
.3.1 Намагниченность насыщения.
.3.2 Кривая технического намагничивания
.3.3 Остаточная намагниченность
.3.4 Магнитная восприимчивость.
.4 Изучение магнитоуправляемых систем методом ИК
спектроскопии.
.5 Изучение вязкостных характеристик
магнитоуправляемых систем.
ВЫВОДЫ
ч Список использованной литературы
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Необходимость принятия мер для предупреждения окисления полученных частиц путем удаления из ванны, отмывки и обезвоживания описывается в работе 0. Частицы дисперсной фазы , Со, сплава i получают также электролизом на возмущенной поверхности жидкометаллического ртутного катода 29. При этом массовое содержание частиц дисперсной фазы может достигать 5, а размер частиц не превышать 2,5 5,0нм, но предотвратить диффузный рост частиц не удается. Установлено, что только и замедляют рост частиц 4. Стабилизация дисперсных частиц в таких жидкостях до сих пор остается проблемой. Карбонильный способ включает в себя синтез ультрадисперсных металлических частиц при разложении карбонилов различных металлов в жидкой или газовой средах, а также в вакууме. Ранее использовался метод термического разложения карбонилов железа и никеля, частицы полученные при этом были слишком крупными 0, 1. Позже процесс стали проводить в плазме при температурах С, размеры получаемых частиц удалось снизить до 0,3мкм 2. Использование при разложении карбонилов кобальта раствора полимеров 35 позволило получать более мелкие частицы, пригодные для синтеза устойчивых МС. МС протекают практически одновременно так как полимеры, адсорбируясь на поверхности частиц, обеспечивают агрегативную устойчивость системы в целом 6. Размер получаемых металлических частиц можно регулировать варьируя природу выбранного полимера, его молекулярный вес и растворитель 3. Использование полимеров с молекулярным весом более 0 и высокой концентрацией полярных групп, а также при использовании в качестве растворителей ароматических соединений дает наилучшие результаты. При исследовании образующихся частиц методами электронной микроскопии, малоуглового рентгеновского рассеяния и путем определения магнитных характеристик их на различных стадиях протекания процесса, установлены некоторые особенности протекания процесса разложения карбонила кобальта 9. Наиболее заметный рост частиц происходит, когда количество выделенного Со возрастает на от стехиметрического, а число частиц остается почти постоянным в течении всего периода реакции. Получение частиц размером 1,0 7,0нм, разложением карбонилов железа, описаны в работе 3. Процесс проводился в толуоле, высокая устойчивость МС к окислению связана, повидимому, с удачно выбранным стабилизатором или условиями хранения. Получать магнитоуправляемые коллоиды с низкой летучестью позволяет использование в качестве основы кремнийорганичсских жидкостей 7. Размеры частиц железа, составляли 6,0 ,0нм, а объемная концентрация частиц в МС достигает и выше. Для получения МС используют также, частицы сплавов Ре, Со и Л7 5, 6. Во всех работах подчеркиваются трудности производства ферромагнитных частиц и МС, таким способом, изза токсичности исходных соединений 0, оксида углерода, выделяемого в процессе разложения карбонилов 1, химической активности образующихся частиц, в результате чего наблюдается многократное уменьшение их намагниченности 2, а на дифракционных картинах появляются линии, соответствующие оксидными соединениям. Метод основан на испарении вещества с последующей конденсацией в виде коллоидных частиц. Если процесс проводить в органических средах, то при использовании высокочастотного разряда 0 0 кГц, и 0 В можно получить устойчивые золи с размером частиц 1,0 ,0нм 8. Электрокоиденсационный способ подробно исследовался в работе 9. В качестве исходного материала использован порошок железа с размером частиц порядка 0,5мм, а в качестве дисперсионной среды, были опробованы неполярные растворители, такие как гексан, циклогексан, бензол, толуол, декалин. Для стабилизации частиц были использованы алюминиевые мыла жирных и нафтеновых кислот 0. Схема установки включает в себя генератор искры, блок контроля и управления и реакционный сосуд с опущенными в него электродами. Реакционный сосуд содержит ферромагнитный порошок, и жидкостьноситель. Магнитоуправляемые коллоиды готовят либо с конденсацией частиц непосредственно в жидкостиносителе с одновременным введением стабилизатора, либо полученные высокодисперсные частицы диспергировали с помощью вибромельницы в растворители, содержащем стабилизатор.