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纳米多孔金属是由三维双连续的纳米孔隙和金属韧带组成的新型功能材料。这类材料结合了高比表面积和纳米金属特有的物理和化学性质,显示出优异的催化、光学等功能特性。软磁性纳米多孔金属在磁分离、药物输运等生物技术领域具有潜在应用,而永磁性纳米多孔金属既可作为吸附、过滤材料用于流体环境中重金属磁性元素的分拣和过滤,也可用于制备磁性纳米复合材料。因此,制备永磁性纳米多孔合金并研究它们的结构与性能具有重要意义。FePt合金中有序面心四方结构的FePt(L10-FePt)相具有极高的磁晶各向异性和良好的化学稳定性,可用于制备超高密度磁记录及高性能永磁材料。采用模板法结合热处理可将单分散的纳米粒子制成纳米多孔L10-FePt薄膜。该多孔材料具有规则孔隙结构,且矫顽力(iHc)达到10 kOe左右,但其制备工艺复杂、效率较低。脱合金化是高效制备纳米多孔金属的简单方法,其前驱体合金需具有均匀的成分和结构,组元间存在明显的化学活性差异,且活泼组元含量满足一定的成分阈值。在适当化学或电化学条件下可选择性溶解合金中的活泼组元,剩余惰性组元发生扩散重组形成纳米多孔结构。目前,前驱体的合金已由单相固溶体拓展至非晶合金,双相和多相合金体系。探索合适的FePt合金体系和脱合金化工艺制备纳米多孔合金,并结合热处理有望获得含L10-FePt相的永磁性纳米多孔合金。同时,高比表面积的FePt纳米多孔合金可能获得高的催化活性。通过液态急冷可获得非晶或非晶/纳米晶Fe-Pt-B合金,通过调控合金的成分或晶化过程,可在合金中形成均匀的纳米尺度L1o-FePt和软磁相。Fe-Pt-B合金的组织结构和组元化学活性差异满足脱合金化对前驱体材料的要求。本研究采用液态急冷制备出低Pt含量的Fe-Pt-B合金,结合热处理调控合金的组织结构,明确了合金成分与组织结构和磁性能的关联,进一步探索了合金化元素Co对合金组织、性能的影响。基于合金成分、组织结构和磁性能的关联,采用液态急冷和热处理调控合金组织结构,结合脱合金化和热处理制备出磁性纳米多孔合金。研究了不同组织结构前驱体的脱合金化机制,调查了前驱体成分对纳米多孔合金结构与电催化和磁性能的影响,结合微磁学模拟分析了永磁纳米多孔合金的磁性能,揭示了高iHc的产生原因。主要研究结果如下:(1)调查了低Pt含量液态急冷Fe-Pt-B合金成分对其组织结构的影响,明确了合金形成单一非晶、非晶/fcc-FePt和含L10-FePt纳米复相组织的成分区间。热处理后,合金在 5-30 at.%Pt,50-65 at.%Fe 和 20-35 at.%B 成分范围形成 L10-FePt/Fe2B 纳米复相组织,呈永磁特性,其iHc随Pt和B含量的增加而升高;在10-30 at.%Pt,50-65 at.%Fe和20-30 at.%B的合金可获得高于60 kJ/m3的最大磁能积((BH)max),其中Fe55Pt20B25合金的(BH)max达126.8 kJ/m3。(2)用Co替代部分Fe可提高Fe55Pt15B30合金的非晶形成能力,获得单一非晶态结构。添加适量Co增大热处理合金中L10-FePt相的轴比c/a,提高永磁相的磁晶各向异性,从而增大合金的iHc。其中,在Co含量为30 at.%合金的iHc达413.7 kA/m。(3)含10-15 at.%Pt,25-30 at.%B的Fe-Pt-B非晶合金在硫酸溶液中脱合金化后形成由fcc-FePt相组成的富Pt纳米多孔合金。纳米多孔结构的形成机制是活泼组元B和部分Fe原子被选择性溶出,Pt与残存Fe原子通过表面扩散重组形成由fcc-FePt组成的纳米多孔结构。该合金具有均匀的纳米多孔结构,平均孔径5 nm左右。该纳米多孔合金为软磁性,并在酸性条件下具有优于商用Pt/C催化剂的甲醇电催化活性。该纳米多孔合金在适当热处理后发生由fcc-FePt向L10-FePt的转变,显示永磁特性。(4)含 20-30 at.%Pt,15-25 at.%B 的 Fe-Pt-B 非晶/fcc-FePt 复相合金在 H2SO4溶液中脱合金化后形成由单一 fcc-FePt相组成的纳米多孔结构。该类前驱体合金的脱合金化机制为非晶相中B和部分Fe原子被选择性溶出,原始fcc-FePt相失去部分Fe原子,剩余组元通过短程重组形成fcc-FePt纳米多孔结构的结果。该纳米多孔合金的平均孔径在6-13 nm范围。通过改变前驱体合金成分可实现对纳米多孔合金成分和结构的调控。经适当热处理,合金中fcc-FePt相逐渐转变为L10-FePt相,获得永磁纳米多孔合金。其中,由Fe55Pt25B20制得的纳米多孔合金在943 K热处理600 s后的iHc达8.70 kOe。(5)对L10-FePt/Fe2B纳米复相合金进行脱合金化,制得了纳米多孔L10-FePt合金。复相合金中的Fe2B相被选择性腐蚀溶解,剩余L10-FePt相构成孔隙均匀的纳米多孔结构。该合金的平均孔径和壁厚分别为15-21 nm和14-37 nm。纳米多孔L10-FePt合金具有强永磁特性,iHc达到18.52 kOe。基于微磁学理论对该纳米多孔合金的磁性能进行了模拟再现,发现纳米韧带中的磁矩反转产生类似钉扎作用,有助于合金矫顽力的提升。