中文摘要：

获得低成本、高稳定性且高性能的磁性纳米粒子是磁性纳米粒子实用化的迫切需求。本项目拟采用阴极等离子体放电和选择氧化相结合的方法制备磁性/氧化物核壳纳米粒子。采用阴极等离子体放电技术制备尺寸均一、粒度可控的二元磁性合金纳米粒子,在此基础上,采用选择氧化技术,通过热力学条件控制,在二元合金纳米粒子表面原位生长氧化物壳层，获得具有良好均匀性、大面积的磁性/氧化物核壳纳米粒子,实现复合纳米磁性粒子的壳层和核心的可控制备。系统研究磁性纳米粒子核心与壳层之间的界面反应规律，揭示复合磁性纳米粒子的形成机理及选择氧化对磁性纳米粒子结构、性能的影响，探究复合磁性纳米粒子各组分对磁性的贡献及各组分间的磁相互作用。本项目的研究将为新型磁性/氧化物核壳纳米粒子的研制提供新的思路和技术路线，为该类纳米粒子的制备和应用提供实验和理论依据。

结论摘要：

基于自行设计的的阴极等离子体放电设备，采用控制反应物配比的方法，不使用任何模板或催化剂，不需要预制层，直接在接近5000℃的等离子高温区对反应物进行融化，在极短的时间内通过等离子体气流的喷射在冷却壁上形成了球状的Fe-Si基、Ni-Si基、Co-Si基纳米磁性颗粒。制备得到的磁性纳米颗粒的粒径介于20-100nm之间，硅基磁性纳米颗粒由于在极短时间融化且结晶纳米化，得到的Fe-Si基、Ni-Si基、Co-Si基为多晶态，且成分分布不均匀，对其成分其主要决定作用的主要因素是反应产物本身的凝固点及其合金之间的相互溶解度，其生长过程可以解释为形核、长大和根据VLS原理向外扩散三个阶段凝固点和冷却速度是关键。但由于采用阴极等离子体放电制备纳米材料可控的参数太少，除了反应物的配比对纳米颗粒的成分和形貌有影响外，电流强度电源电压、真空度、保护气体的分压只对纳米颗粒产生的数量有影响，对二元合金磁性纳米材料本身的性能和形貌影响很微小。研究了二元合金的配比对其磁学性能的影响，随着Si含量的上升，采用阴极等离子体制备的二元磁性纳米材料的饱和磁化强度减小明显。 对阴极等离子体放电的制备的二元硅基纳米材料采用选择氧化法制备无机壳层结构。将制备得到的磁性合金纳米粒子在真空管式炉中进行选择氧化，气氛采用惰性气体和氧气的混合气体，精确控制工艺参数（加热温度、反应气体流量以及反应时间等），成功在二元合金纳米粒子表面原位生长出氧化物壳层。研究发现、温度、成分和氧分压对SiO2壳层的形成起主要的作用温度越高，选择氧化越容易进行，但是由于纳米材料具有较高的表面积，当温度高到800℃或者更高的时候纳米材料出现团聚长大的现象，其形貌完全发生了变化，而当选择氧化温度低于600℃时，则其形貌无变化，但内部组织均匀化；Si含量越高，越容易发生选择氧化。选择氧化发生后，二元磁性纳米材料的饱和磁化强度明显的减小，这可能与外层壳层的屏蔽有关。 本项目研究取得采用选择氧化法在原位生长纳米壳层材料的新思路，的对选择氧化法制备壳层材料做了有益的探索和研究，为该类型纳米材料及其相关的其它材料的制备提供新的思路和技术参数。基本完成项目的研究内容，发表学术论文6 篇，其中SCI 论文3 篇，EI 论文2 篇，核心论文1篇。