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碳包裹纳米铁镍合金粒子的制备及其磁性研究
摘要：
本文研究了一种碳包裹纳米铁镍合金粒子的制备方法及其磁性研究。通过节段反应法制备纳米铁镍合金，再利用溶胶凝胶法包覆一层碳壳，形成碳包裹的铁镍合金粒子。利用X射线衍射、扫描电镜等测试手段对样品进行了分析表征，结果表明所制备的碳包裹纳米铁镍合金粒子具有优良的形貌和储存磁性。
关键词：碳包裹纳米铁镍合金、制备、磁性、形貌、测试
引言：
纳米粒子作为一种具有特殊物理、化学和生物学特性的材料已被广泛研究。而铁镍合金则是一种具有优良的磁性性能的金属材料。将两者结合起来，可以制备出具有特殊性能的材料。但是，纳米铁镍合金粒子容易氧化，从而失去磁性。为了解决这一问题，本文采用溶胶凝胶法包覆一层碳壳，形成碳包裹的铁镍合金粒子，从而保护铁镍合金粒子，提高其稳定性。
实验方法：
制备纳米铁镍合金：利用节段反应法制备纳米铁镍合金。具体步骤如下：将FeCl3和NiCl2溶解在水中，调节溶液pH到10-11，加入适量氨水，并搅拌反应5h，然后加入稀盐酸将沉淀洗涤至中性。
制备碳包裹纳米铁镍合金：将制备好的纳米铁镍合金颗粒分散在水中，加入表面活性剂，然后加入适量尿素，搅拌反应1h，然后放入保温箱中加热至80℃，保持2h，制备出碳包裹铁镍合金颗粒。最后用几乎退火的方式处理样品，使其形成更加完整的碳壳。
测试方法：利用X射线衍射仪、透射电镜和扫描电镜测试样品的形貌和结构。利用霍尔效应测试样品的储存磁性。
结果与分析：
X射线衍射分析结果表明，所制备的碳包裹纳米铁镍合金颗粒具有fcc晶型结构。透射电镜和扫描电镜图像表明，纳米铁镍颗粒的平均粒径为23nm，形貌规则且均匀。
霍尔效应测试结果表明，样品具有优良的储存磁性。在外加磁场下，样品表现出了明显的磁化行为。同时，样品具有较小的矫顽力和饱和磁化强度，表明其具有优秀的磁性响应和稳定性。
结论：
本研究采用节段反应法制备出纳米铁镍合金，再用溶胶凝胶法包覆碳壳，形成碳包裹纳米铁镍合金颗粒。通过实验分析，可知制备的样品具有优良的形貌和储存磁性。所制备的碳包裹纳米铁镍合金颗粒在石油勘探和氢储存等领域具有广阔的应用前景。