納米磁性材料根據(jù)其結(jié)構(gòu)特征可以分為納米顆粒型、納米微晶型和磁微電子結(jié)構(gòu)材料三大類。
1.納米顆粒型
磁存儲(chǔ)介質(zhì)材料:近年來(lái)隨著信息量飛速增加,要求記錄介質(zhì)材料高性能化,特別是記錄高密度化。高記錄密度的記錄介質(zhì)材料與超微粒有密切的關(guān)系。若以超微粒作記錄單元,可使記錄密度大大提高。納米磁性微粒由于尺寸小,具有單磁疇結(jié)構(gòu),矯頑力很高的特性,用它制作磁記錄材料可以提高信噪比,改善圖像質(zhì)量。
納米磁記錄介質(zhì):如合金磁粉的尺寸在80nm,鋇鐵氧體磁粉的尺寸在40nm,今后進(jìn)一步提高密度向“量子磁盤”化發(fā)展,利用磁納米線的存儲(chǔ)特性,記錄密度達(dá)400Gbit/in2,相當(dāng)于每平方英寸可存儲(chǔ)20萬(wàn)部紅樓夢(mèng)小說(shuō)。
磁性液體:它是由超順磁性的納米微粒包覆了表面活性劑,然后彌漫在基液中而構(gòu)成。利用磁性液體可以被磁場(chǎng)控制的特性,用環(huán)狀永磁體在旋轉(zhuǎn)軸密封部件產(chǎn)生一環(huán)狀的磁場(chǎng)分布,從而可將磁性液體約束在磁場(chǎng)之中而形成磁性液體的“O”形環(huán),且沒有磨損,可以做到長(zhǎng)壽命的動(dòng)態(tài)密封。這也是磁性液體較早、較廣泛的應(yīng)用之一。此外,在電子計(jì)算機(jī)中為防止塵埃進(jìn)入硬盤中損壞磁頭與磁盤,在轉(zhuǎn)軸處也已普遍采用磁性液體的防塵密封。磁性液體還有其他許多用途,如儀器儀表中的阻尼器、無(wú)聲快速的磁印刷、磁性液體發(fā)電機(jī)、醫(yī)療中的造影劑等等。
納米磁性藥物:磁性治療技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的研究領(lǐng)域在拓寬,如治療癌癥,用納米的金屬性磁粉液體注射進(jìn)人體病變的部位,并用磁體固定在病灶的細(xì)胞附近,再用微波輻射金屬加熱法升到一定的溫度,能有效地殺死癌細(xì)胞。另外,還可以用磁粉包裹藥物,用磁體固定在病灶附近,這樣能加強(qiáng)藥物治療作用。
電波吸收(隱身)材料:納米粒子對(duì)紅外和電磁波有吸收隱身作用。由于納米微粒尺寸遠(yuǎn)小于紅外及雷達(dá)波波長(zhǎng),因此納米微粒材料對(duì)這種波的透過(guò)率比常規(guī)材料要強(qiáng)得多,這就大大減少波的反射率,使得紅外探測(cè)器和雷達(dá)接收到的反射信號(hào)變得很微弱,從而達(dá)到隱身的作用;另一方面,納米微粒材料的比表面積比常規(guī)粗粉大3-4個(gè)數(shù)量級(jí),對(duì)紅外光和電磁波的吸收率也比常規(guī)材料大得多,這就使得紅外探測(cè)器及雷達(dá)得到的反射信號(hào)強(qiáng)度大大降低,因此很難發(fā)現(xiàn)被探測(cè)目標(biāo),起到了隱身作用。
2.納米微晶型
納米微晶稀土永磁材料:稀土釹鐵硼磁體的發(fā)展突飛猛進(jìn),磁體磁性能也在不斷提高,目前燒結(jié)釹鐵硼磁體的磁能積達(dá)到50MGOe,接近理論值64MGOe,并已進(jìn)入規(guī)模生產(chǎn)。為進(jìn)一步改善磁性能,目前已經(jīng)用速凝薄片合金的生產(chǎn)工藝,一般的快淬磁粉晶粒尺寸為20-50nm,如作為粘結(jié)釹鐵硼永磁原材料的快淬磁粉。為克服釹鐵硼磁體低的居里溫度,易氧化和比鐵氧體高的成本價(jià)格等缺點(diǎn),目前正在探索新型的稀土永磁材料,如釤鐵氮、釹鐵氮等化合物。另一方面,開發(fā)研制復(fù)合稀土永磁材料,將軟磁相與永磁相在納米尺寸內(nèi)進(jìn)行復(fù)合,就可獲得高飽和磁化強(qiáng)度和高矯頑力的新型永磁材料
納米微晶稀土軟磁材料:在1988年,首先發(fā)現(xiàn)在鐵基非晶的基體中加入少量的銅和稀土,經(jīng)適當(dāng)溫度晶化退火后,獲得一種性能優(yōu)異的具有超細(xì)晶粒(直徑約10nm)軟磁合金,后被稱為納米晶軟磁合金。納米晶磁性材料可開發(fā)成各種各樣的磁性器,應(yīng)用于電力電子技術(shù)領(lǐng)域,用作電流互感器、開關(guān)電源變壓器、濾波器、漏電保護(hù)器、互感器及傳感器等,可取得令人滿意的經(jīng)濟(jì)效益。
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