硬磁性SmCo5ナノ粒子をN-ドープされたグラフィティックカーボン層によって安定させる
Zhenhui Ma1,2, Ming Yue2, Hu Liu1
1Department of Chemistry, Brown University, Providence, Rhode Island 02912, United States.
Journal of the American Chemical Society
|April 18, 2020
まとめ
サイズの制御されたサマリウムコバルト (SmCo5) ナノ粒子を作り,窒素添加グラフィット炭素 (NGC) で保護して酸化を防ぐ方法を開発しました. これらの安定したSmCo5/NGCナノ粒子は,様々な温度で高性能ナノマグネットの応用の可能性を示しています.
科学分野:
- 材料科学
- ナノテクノロジー
- 化学について
背景:
- サマリウムコバルト (SmCo5) ナノ粒子は高性能磁石に不可欠です
- 空気の酸化は,SmCo5ナノ粒子の安定性や性能に重大な課題をもたらします.
- ナノ粒子の大きさを制御することは 磁気特性を調整するために不可欠です
研究 の 目的:
- サイズ制御可能なSmCo5ナノ粒子を合成するための化学的方法を開発する.
- SmCo5ナノ粒子を窒素ドーピングされたグラフィティックカーボン (NGC) コーティングを使用して空気酸化に対して安定させる.
- 合成されたSmCo5/NGCナノ粒子の磁気特性と安定性をナノマグネットアプリケーションで評価する.
主な方法:
- 最初のCoOとSm2O3ナノ粒子の合成
- リバースミセルで集積し,制御されたサイズ (110,150,200 nm) のSmCo-オキシードナノ粒子を形成する.
- ポリドパミンでコーティングし,SmCo-O/NGCナノ粒子を形成するために,CaOに埋め込み,SmCo5/NGCナノ粒子を生成するために850 °CでCaを還元する (80, 120, 180 nm).
主要な成果:
- 10nmNGC層でコーティングされたサイズ制御可能なSmCo5ナノ粒子を成功裏に合成しました.
- NGCコーティングは,室温および100°Cでの空気酸化に対してSmCo5ナノ粒子を効果的に安定させました.
- 180nmのSmCo5/NGCナノ粒子の磁気化は,室温で5日間の空気曝露後に安定した (86.1エミュ/g).
- 150 Kで51.1 kOeと330 Kで21.9 kOeの高い強制力 (Hc) が観察され,残留量 (Mr) は84.8 emu/gで安定した.
結論:
- SmCo5ナノ粒子を合成し安定させるための新しい戦略が実証されました.
- NGCコーティングは,磁気特性を保ち,空気酸化に対する優れた保護を提供します.
- 安定したSmCo5/NGCナノ粒子は,広範囲の温度で高性能ナノマグネットのアプリケーションに適しています.
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