纳米镍粉内团聚的小角X射线散射的分形表征

采用小角X射线散射方法,对以水合肼溶液还原法制备的纳米金属镍粉的内团聚进行了两个方面的表征:1)内团聚的尺寸及其分布和比表面积等微观参数的测定;2)内团聚的分形维数测定。结果表明:纳米镍粉颗粒由相互嵌套包含的非均匀内团聚区域组成;这些内团聚实为一些离散镍分布非均匀区域,并由此导致局域非均匀电子分布而形成对X射线的小角散射;内团聚在1～100nm范围内遵循质量生长分形规律。

稀土大块状非晶/纳米晶双相NdFeAl的制备与性能测量

用铜模急冷法制得直径达 8mm的棒状稀土NdFeAl样品 ,X射线衍射、扫描电镜 (SEM )和差热扫描(DSC)分析表明制备样品主要为大量非晶加少量纳米晶。测得起始晶化温度 (Tx)和熔点 (Tm)分别为 743K和 82 3K ,ΔTm=80K ,Trx=0 .90。极小的ΔTm 和高的Trx是具有良好非晶形成能力的主要原因。磁热重分析测量得到该非晶材料的居里温度点为 5 2 5K。通过控制大块状非晶样品的热处理工艺可得到不同纳米晶比例的非晶 /纳米晶双相材料。振动样品磁强计测量结果表明 ,当晶相比例约为 40 %时 ,材料的硬磁性最差。

稀土纳米磁致冷复合材料

采用急冷快谇，高能球磨及粉末包套包覆轧制方法制备出Ｇｄ－Ｙ，Ｇｄ－Ｚｎ和Ｇｄ－Ｔｂ的纳米固体复合磁致冷材料。实验测试结果表明：与大块状材料相比，纳米固体的居里温度明显降低，比热显著增加；Ｇｄ－Ｔｂ和Ｇｄ－Ｚｎ合金的磁热熵效应有所降低，但Ｇｄ－Ｙ系的磁热熵效应则显著增加。对制备工艺条件及若干影响磁热熵效应的因素进行了较详细的分析。

纳米磁性体系的Monte Carlo模拟 Ⅰ.基于统计力学及MonteCarlo模拟的处理

用统计力学及MonteCarlo方法分别处理和模拟了单粒子自旋和团簇自旋点阵下的经典Heisenberg模型 .主要结果如下 :①比较常规大块状单自旋态 ,纳米团簇自旋态组成的超顺磁体系具有增强磁热熵效应 .②在纳米尺度存在一最佳团簇尺寸 。

Gd二元系金属间化合物的磁热熵效应

本文考察了低磁场（１特斯拉）４ｆ稀土元素Ｇｄ的二元系金属间化合物的磁热效应。发现部份Ｇｄ的二元系化合物具有优异的磁热效应及室温附近的铁磁－顺磁转变居里温度，非常适合作为低磁场室温磁致冷工作介质材料。

钡铁氧体BaFe_(11-x-y)Co_(0.5)Ti_(0.5)Ni_xZn_yO_(19-R)的制备及其磁性

用共沉淀法制备了添加元素CoTiNiZn后的钡铁氧体磁粉。所制备的磁粉为典型的六方结构,分散性较好,粒径尺度分布也很小(窄)。不同的合金元素添加量对磁粉的形状尺寸因素影响较小。磁性测量结果表明这些磁粉具有较好的磁性,可用作于高品质记录磁带的介质材料。

硼在体心立方结构Fe_3(SiAl)中的分布及其对脆性的改善

本文研究了微量合金元素硼在体心立方结构金属间化合物Fe_3(SiAl)中的分布对长程有序度的影响及其对脆性的改善。提出了一种硼改善体心立方结构金属间化合物脆性的新机制,即晶内弱化机制。

纳米磁性体系的增强磁热熵效应 Ⅱ.基于实验测量及分子场理论推导

通过实验测量不同团簇尺寸下的纳米Gd材料的磁热熵效应 .结果表明在纳米尺度下 ,Gd材料具有增强的磁热熵效应并对应于最佳纳米尺寸 .实验结果直接证实了用统计力学理论及MonteCarlo方法处理模拟结果 .当纳米团簇尺寸减小时 ,伴随着磁热熵变ΔS的增加 ,超铁磁 -超顺磁转变温度tSC发生下降偏移 .采用分子场理论 ,导出了增强磁热熵变ΔS与温度偏移因子 (1-t) - 1 / 2 满足很好的标度关系ΔS～ (1-t) - 1 / 2 .

室温磁致冷复合工质材料的研制

采用铜包套包覆轧制工艺制备出了室温磁致冷工质Ｇｄ＿（１－ｘ）Ｔｂ＿ｘ的实用复合工质薄带。薄带表面光滑厚度均匀，具有良好的室温磁热熵效应。对制备工艺条件及若干影响磁热熵效应的因素进行了较详细的分析。

纳米稀土金属Gd的磁性及分形特征

采用惰性气体保护蒸发凝聚技术制备出粒径为４～１５ｎｍ的稀土金属Ｇｄ微粉（ｎｍＧｄ）。经振动样品磁强计测试，表明ｎｍＧｄ微粉在某一特征粒径ｄｃ时磁化率χ取得最小值。利用小角Ｘ射线散射方法分析了ｎｍＧｄ微粉的三维生长分形特征，表明ｎｍＧｄ微粒聚集体系呈质量分形，制备气压越小则分维系数Ｄｆ越小。微粒生长模型是扩散限制聚集（ＤＬＡ）与扩散限制团聚聚集（ＤＬＣＡ）模型共存，相应这两个模型阶段的分维系数Ｄｆ存在一特征粒径ｄｆ。根据纳米微粒理论对ｎｍＧｄ微粉体系的量子尺寸效应的特征尺寸ｄｑ进行了估算，并就三种特征粒径ｄｃ。

纳米稀土金属Gd的制备及其粒径评估

采用惰性气体保护蒸发凝聚技术，制备了粒径为４～１５ｎｍ的稀土金属Ｇｄ微粉。利用小角Ｘ射线散射（ＳＡＸＳ）、Ｘ射线衍射曲线宽化（ＸＲＤ）、喇曼散射光谱（ＲＳＳ）及电子显微镜（ＴＥＭ）对所制备的纳米Ｇｄ微粉（ｎｍ－Ｇｄ）进行了较广泛和深入的微观分析，探讨了ｎｍ－Ｇｄ微粉的粒径分布及其结构特征。ｎｍ－Ｇｄ体系的平均粒径ｄ与制备气压Ｐ符合如下线性关系：ｄ＝ａ＋ｂｌｎＰ。粒径分布函数符合Ｒａｙｌｅｉｇｈ统计分布，这不同于一般文献中采用ＴＥＭ方法分析得出的对数正态分布。此外还对ｎｍ－Ｇｄ体系的比表面积、表面原子百分比及界面体积分数等结构参数进行了评估，以揭示它们与平均粒径ｄ的关系。

高温磁致冷冻工作介质及其选择

本文根据高温磁致冷冻工作介质的特点,用铁磁性分子场理论定量地考察了工作介质的磁熵随外加磁场和温度的变化规律,给出了选择适宜工作介质的方法。

微合金化后Sendust合金薄带的动态磁性

本文考察了经硼及铬锰微合金化后的Sendust微晶带的动态磁性能,有效磁导率μ_e、铁损P和品质因数Q值随频率f和磁感应强度B的变化特性。μ_e随f的增加而下降,当f>100 kHz时下降趋于平缓。不同的B值对μ_e的影响极小。P随f增大而增加,可表示为P∝f~α,α=1.1～1.3,P还随B增强而增加。与原始Sendust合金相比,微合金化后薄带的μ_e随f增加而降低的速率以及P随f增加而上升的速率都较小,这一改善与合金元素添加后引起的有序度降低,电阻率增加有关。此外,品质因数Q对B不敏感,仅随f而变化,在f=100 kHz时达到极小值,这可能是由于尺寸共振和磁力共振引起的频散及共振吸收所致。

超高强铝合金LC9超塑性流变过程中的动态再结晶研究

研究了钼基金LC 9在超塑性流变过程中的两类动态再结晶——连续动态再结晶和非连续动态再结晶,外指出这两类动态再结晶对总流变作出不同的贡献。

用同位素示踪法研究Sendust合金中的硼分布

用α粒子径迹法考察了经硼微合金化后的Sendust合金在急冷制备态及退火态下的硼分布。硼在sendust合金中的晶界偏聚对应着一临界硼含量150ppm,超过这一临界浓度,无论在急冷制备态下还是退火态下均出现硼在晶界上偏聚。硼在晶界上的偏聚削弱了硼在晶内均匀分布时带来的降低反相畴界能而改善该合金脆性的有益作用。

新型磁共振造影剂介孔二氧化硅钆掺合纳米颗粒的研制

【目的】研制一种新型顺磁性高的含钆纳米材料介孔二氧化硅钆掺合纳米颗粒(Gd-MCM-41),评估其应用于影像学诊断的可行性。【方法】将Gd掺合到MCM-41的介孔孔道中,制备含钆纳米材料Gd-MCM-41,透射电镜观察该纳米材料特征;X-射线能谱仪测量复合材料内的钆含量;0.5T核磁共振分析仪测定该材料的弛豫率R1、R2;1.5T磁共振成像系统观察其在Balb/c裸鼠体内和鼻咽癌CNE-2裸鼠移植瘤的分布特点。【结果】制备的含钆纳米颗粒呈圆球形,直径约80～150nm。X-射线能谱仪测量该复合材料内的钆含量(质量百分比)约2.89%。加入分散剂Tween研磨分散后,Gd-MCM-41在0.5T的纵向弛弛豫率R1、横向弛豫率R2分别为7.45mmol-1.L.S-1、10.97mmol-1.L.S-1,显著高于常规造影剂Gd-DTPA(R1,4.27mmol-1.L.S-1;R2,4.99mmol-1.L.S-1)。含钆纳米造影剂静脉注射后,1min胸主动脉信号强度明显增高,约30～60min达峰,随后信号强度渐降,该材料主要在肝脏分布和代谢,并使鼻咽癌CNE-2裸鼠移植瘤在MR图像上较明显强化。【结论】本研究成功制备了含钆纳米材料的新型磁共振造影剂,在肿瘤局部聚集,为进一步研究和应用于影像诊断奠定了基础。

双相软磁合金晶间非晶相Curie温度的增强效应

控制退火处理工艺使Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶合金发生纳米晶化,获得不同晶粒尺度和晶相体积分数的非晶纳米晶双相组织状态.基于铁磁学严格Heisenberg自旋交换模型,构造适合非晶纳米晶双相结构要求的双相自旋团聚点阵.采用MonteCarlo模拟方法对上述双相自旋交换耦合点阵进行数值模拟计算.实验测定了经不同退火处理后双相Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9合金的纳米晶粒大小、纳米晶相所占体积分数以及晶间非晶相厚度对晶间非晶相Curie温度的影响.发现晶间非晶相Curie温度与其厚度的倒数成线性关系.模拟计算与实验测量结果相符.

涨落环境下抗肿瘤体系的免疫敏感性

目的:利用随机动力学模型研究涨落环境下抗肿瘤体系的免疫敏感性差异对肿瘤生长的影响。方法:在免疫监视的Logistic肿瘤生长的动力学模型中,引入乘性噪声,并考虑抗肿瘤体系免疫敏感性的差异,对上述动力学生长方程进行数值仿真计算,并在此基础上完成相应的Fokker-Planck方程的理论求解。结果:在免疫和肿瘤生长率的涨落环境下,表征免疫敏感性的免疫系统激活阈值与肿瘤细胞数密度之间紧密相关。结论:涨落环境下,抗肿瘤体系免疫敏感性越高,其抑制肿瘤生长的能力越强。

稀释XY自旋体系的计算机模拟

对自旋体系的平面XY模型进行了模拟计算 ,研究了引入单轴各向异性能项和随机各向异性能项对体系各项性能的影响 ,并得出了磁滞损耗Area与单轴各向异性常数A、随机各向异性常数D和随机各向异性所占比例X的指数标度关系为 :Area～AαDβXγ,且α =0 5 0± 0 0 185 5 ,β≈ 0 ,γ =- 0 2 0± 0 0 0 6 74。

界面扩散控制晶粒生长动力学的计算机模拟

建立一个模拟晶粒生长过程的三维计算机模型．利用该模型可以方便地模拟不同条件下的晶粒生长过程．对不同温度、体积分数和激活能条件下的生长过程进行了模拟运算，结果表明：三维粒尺寸ｒ随时间ｔ演化的生长过程满足关系ｒ－ｔ~１／ｎ，ｎ的值约为６．该模型的计算机模拟对纳米相生长动力学等实验具有一定的理论预见和指导意义。