胡大为

（广东芬芳陶瓷有限公司, 广东广州510641）

纳米颗粒材料的性能不仅取决于化学成分，还与颗粒的结构和形貌密切相关[1]，并有可能直接决定其应用性能[2]，因此，纳米颗粒材料制备过程中的结构和形貌控制研究，成为材料科学研究的前沿之一。根据晶体的生长动力学原理，纳米颗粒的形成过程是高度的动力学驱动过程，纳米晶粒会朝着具有最低能量的形状方向生长。Fe3O4具有亚铁磁性，属立方反尖晶石结构，结构中氧原子形成紧密堆积，铁原子分布于四面体和八面体空隙内，形成初始的Fe3O4四方体晶核以后，实验条件的改变，可为Fe3O4晶核创造不同的生长环境，改变颗粒的生长动力学状态，进而得到不同形貌的Fe3O4纳米颗粒。本研究通过优化设计磁场诱导氧化共沉淀法制备纳米Fe3O4颗粒的装置，并通过调节弱外磁场和改变反应条件相结合的方法，制备得到不同形貌的纳米Fe3O4颗粒。

1 外磁场诱导氧化共沉淀法制备纳米Fe3O4 颗粒装置设计优化

本研究中，采用自行设计的基于弱外磁场辅助氧化共沉淀法制备纳米Fe3O4颗粒的反应器，制备不同形貌的纳米Fe3O4颗粒，为能实现反应器内磁场分布均匀，本研究中采用Ansys 软件，对反应器进行建模和有限元分析，分析反应器内磁场的分布情况与反应器尺寸、外加电磁场线圈大小等设计参数的关系，优化反应器的设计参数[3]。

1.1 反应器的设计

根据试验的要求，设计反应器如图1 所示。

图1 弱外磁场辅助纳米Fe3O4 颗粒合成装……