本發(fā)明涉及磁記錄材料領(lǐng)域，具體涉及一種可提高磁交換偏置場的復(fù)合材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、自1956年meiklejohn和bean首次在co/coo納米粒子中觀察到交換偏壓（eb）效應(yīng)以來，它受到了基礎(chǔ)研究領(lǐng)域和技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域研究人員的廣泛關(guān)注。在鐵磁/反鐵磁系統(tǒng)中，交換偏壓的典型表現(xiàn)是在外加磁場中，當冷卻到反鐵磁體的奈爾溫度以下時，磁滯回線相對于磁場軸移動，同時矯頑力增加。目前，交換偏壓已成為信息存儲技術(shù)的重要基礎(chǔ)，在自旋閥、隧道器件、磁記錄介質(zhì)、磁傳感器等方面有著廣泛的應(yīng)用前景。具體來說，磁性納米結(jié)構(gòu)中的交換偏壓可用于?mram?存儲電路中的自旋閥讀取頭和磁性硬參考層的針腳，以及增強先進磁盤介質(zhì)中的小磁粉的熱穩(wěn)定性。

2、隨著研究的不斷深入，在一些反鐵磁材料和反鐵磁氧化物中也觀察到了交換偏置效應(yīng)，如氧化鈷、γ-fe2o3和α-fe2o3，這是由它們無序的表面自旋引起的。其中，赤鐵礦（α-fe2o3）在尼爾溫度以下直到莫林轉(zhuǎn)變（tm=?263?k）之前表現(xiàn)出弱鐵磁性，這是由于基底面上存在輕微的自旋傾斜。當冷卻到?tm?以下時，自旋旋轉(zhuǎn)和傾斜消失，出現(xiàn)反鐵磁有序。當赤鐵礦顆粒變得足夠小時，熱攪拌會導致單個磁疇的磁化方向發(fā)生波動，從而在阻擋溫度?tb以上出現(xiàn)超順磁性行為，而在?tb?以下這些磁矩會發(fā)生空間凍結(jié)。因此，研究α-fe2o3納米晶體中的交換偏置效應(yīng)是一個重要的研究課題。

3、目前，有關(guān)鐵氧化物交換偏壓的研究主要集中在核殼結(jié)構(gòu)和多層結(jié)構(gòu)上。如果金屬納米粒子（nps）與其他材料接觸，可以通過界面發(fā)生強烈的電荷交換。同時通過改變材料的形態(tài)和控制晶相等條件來促進或阻礙?np?的相互作用，從而改善復(fù)合材料的磁性能。特別是在與c納米粒子的界面上，c?的傳導電子與金屬原子的磁自旋耦合，無定形碳的界面呈石墨化和反鐵磁性。此外，金屬納米粒子與石墨化碳的界面存在電荷交換，從而改變了界面的磁化，從而提高系統(tǒng)的磁交換偏置場。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是設(shè)計一種可提高磁交換偏置場的復(fù)合材料，該材料是在有序的α-fe2o3納米線上負載g-c3n4合成了可提高磁交換偏置場的多孔納米α-fe2o3/g-c3n4復(fù)合材料，該多孔納米復(fù)合材料具有較高的比表面積，同時復(fù)合材料存在更多的表面無序自旋，從而改善其阻塞溫度、矯頑力和提高其交換偏置場，使得該復(fù)合材料具有更好的現(xiàn)實利用前景。

2、一種可提高磁交換偏置場的復(fù)合材料，其特征在于，其制備方法包括以下步驟：

3、一種可提高磁交換偏置場的復(fù)合材料，其特征在于，在有序的α-fe2o3納米線上負載g-c3n4合成了可提高磁交換偏置場的多孔納米α-fe2o3/g-c3n4復(fù)合材料，其制備方法包括以下步驟：

4、（一）α-fe2o3的制備：

5、1）將sba-15、硝酸鐵按照si:fe=2:1的比例加入聚四氟乙烯燒杯同時加入?90?ml乙醇；

6、2）將混合溶液超聲30min，隨后在?50℃攪拌50min至乙醇溶液蒸發(fā)呈粉末狀。超聲頻率為40±2khz，時間為0.5小時；

7、3）將2）得到的粉末中加入?40?ml?正己烷，并在?50℃下攪拌至干燥呈粉末狀；

8、4）將粉末在馬弗爐中以?1℃/min?的加熱速率在220℃下預(yù)燒2小時。將其中產(chǎn)物5000~10000?r/min離心5min，廢棄上清液后使用無水乙醇洗滌后離心，重復(fù)兩遍，將所得前驅(qū)體沉淀物在干燥箱中干燥12h；

9、5）干燥后的前驅(qū)體放入馬弗爐中，在650℃下煅燒6小時；

10、6）用?2mol/l的100ml濃?naoh?溶液在?90℃水浴下兩次去除?sba-15?模版，第一次水浴加熱1h，第二次水浴加熱0.5h。將其中產(chǎn)物5000~10000?r/min離心5min，廢棄上清液后使用無水乙醇洗滌后離心，重復(fù)兩遍，將所得前驅(qū)體沉淀物在干燥箱中干燥12h；

11、（二）多孔納米α-fe2o3/g-c3n4的制備：

12、1）將?0.2?g的α-fe2o3分散在?20?毫升去離子水中。然后在磁力攪拌（400?rpm）下將不同體積的?g-c3n4懸浮液添加到α-fe2o3溶液中形成混合溶液。然后將混合溶液用超聲波分散?15?分鐘，并持續(xù)攪拌?10?小時以形成沉淀；

13、2）沉淀物用去離子水洗滌并干燥。最后將樣品在?550?°c?下退火?5?小時，得到多孔納米α-fe2o3/g-c3n4復(fù)合材料；

14、3）將得到的復(fù)合材料置于300k、200k、100k、50k和?10?k溫度測試材料在-5t至5t磁場變化下的磁學性能，根據(jù)磁滯回線和zfc-fc曲線得到阻塞溫度、矯頑力和交換偏置場等相關(guān)數(shù)據(jù)。根據(jù)forc計算得到一定溫度環(huán)境下的微觀矯頑力場分布、相互作用場分布和磁疇等數(shù)據(jù)。

15、本發(fā)明的有益效果：1）本發(fā)明具有操作簡單、環(huán)境友好，耗能低；2）本發(fā)明利用g-c3n4的添加來調(diào)節(jié)復(fù)合材料交換偏置效應(yīng)的大小；3）通過將鐵氧化物材料納米化與添加復(fù)合材料的方式，使其存在更多的表面無序自旋，從而改善其阻塞溫度、矯頑力和提高其交換偏置場，使得該復(fù)合材料具有更好的現(xiàn)實利用前景。

技術(shù)特征：

1.一種可提高磁交換偏置場的復(fù)合材料，其特征在于，在有序的α-fe2o3納米線上負載g-c3n4合成了可提高磁交換偏置場的多孔納米α-fe2o3/g-c3n4復(fù)合材料，其制備方法包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明的目的是設(shè)計一種可提高磁交換偏置場的復(fù)合材料，該材料是在有序的α?Fe<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;納米線上負載g?C<subgt;3</subgt;N<subgt;4</subgt;合成了可提高磁交換偏置場的多孔納米α?Fe<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;/g?C<subgt;3</subgt;N<subgt;4</subgt;復(fù)合材料；本發(fā)明具有操作簡單、環(huán)境友好，耗能低；本發(fā)明制備得到的多孔納米復(fù)合材料具有較高的比表面積，同時復(fù)合材料存在更多的表面無序自旋，從而改善其阻塞溫度、矯頑力和提高其交換偏置場，使得該復(fù)合材料具有更好的現(xiàn)實利用前景。

技術(shù)研發(fā)人員：盧新琴,洪波,徐靖才,王新慶
受保護的技術(shù)使用者：中國計量大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19