Nghiên cứu chế tạo và tính chất của hệ hạt nano từ fe, co bằng phương pháp nghiền cơ năng lượng cao

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - ĐỖ KHÁNH TÙNG NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤT TỪ CỦA HỆ HẠT NANO TỪ Fe, Co BẰNG PHƯƠNG PHÁP NGHIỀN CƠ NĂNG LƯỢNG CAO LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU Hà Nội – 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - Đỗ Khánh Tùng NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤT TỪ CỦA HỆ HẠT NANO TỪ Fe, Co BẰNG PHƯƠNG PHÁP NGHIỀN CƠ NĂNG LƯỢNG CAO Chuyên ngành: Vật liệu điện tử Mã số: 9.44.01.23 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KHOA HỌC VẬT LIỆU NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS Đỗ Hùng Mạnh GS.TSKH Nguyễn Xuân Phúc Hà Nội – 2019 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Đỗ Hùng Mạnh GS.TSKH Nguyễn Xuân Phúc, hai người Thầy dành cho động viên, giúp đỡ tận tình định hướng khoa học hiệu suốt trình thực luận án Tôi xin cảm ơn bảo, giúp đỡ khích lệ PGS.TS Vũ Đình Lãm dành cho năm qua Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến TS Vũ Hồng Kỳ, TS Nguyễn Thị Ngọc Anh, TS Nguyễn Thanh Hường giúp đỡ nhiệt tình hiệu giai đoạn hồn thiện luận án Tơi xin cảm ơn cộng tác giúp đỡ đầy hiệu TS Phạm Hồng Nam, TS Lưu Hữu Nguyên, NCS Lê Thị Hồng Phong, TS Bùi Xuân Khuyến cán Phòng Vật lý vật liệu từ siêu dẫn - Viện Khoa học vật liệu - Viện Hàn lâm Khoa học Cơng nghệ Việt Nam, nơi tơi hồn thành luận án Tôi xin cảm ơn cộng tác giúp đỡ GS.TS Nguyễn Huy Dân, PGS.TS Trần Đăng Thành, TS Phạm Thị Thanh, TS Nguyễn Hải Yến hợp tác nghiên cứu giúp đỡ thực số phép đo nghiên cứu cấu trúc tính chất từ vật liệu Tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới GS Catherine Djega-Mariadassou, GS Lotfi Bessais, Phịng thí nghiệm Hóa luyện kim đất hiếm, Viện Hóa học Khoa học vật liệu Đông Paris, Trung tâm nghiên cứu quốc gia (ICMPE-CMTR, CNRS), Cộng hịa Pháp bảo tận tình, tạo điều kiện cho tơi thực nhiều thí nghiệm, phép đo trình trao đổi nghiên cứu khoa học Tôi xin chân thành cảm ơn Quỹ NAFOSTED tài trợ kinh phí cho chuyến trao đổi hợp tác nghiên cứu khoa học quốc tế Tôi xin trân trọng cảm ơn giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi sở đào tạo Học viện Khoa học Công nghệ Viện Khoa học vật liệu, quan mà công tác, trình thực luận án Luận án hỗ trợ kinh phí Đề tài cấp sở mã số CSCL05.14 (Viện Khoa học vật liệu), đề tài nghiên cứu mã số 103.02-2012.09; 103.99-2015.83 (NAFOSTED) Luận án thực Phòng Vật lý vật liệu từ siêu dẫn, Viện Khoa học vật liệu Phịng thí nghiệm Hóa luyện kim đất hiếm, Viện Hóa học Khoa học vật liệu Đông Paris, Trung tâm nghiên cứu quốc gia (ICMPE-CMTR, CNRS), Cộng hòa Pháp i Sau cùng, muốn gửi tới tất người thân gia đình bạn bè lời cảm ơn chân thành Chính tin yêu mong đợi gia đình bạn bè tạo động lực cho thực thành công luận án Tác giả luận án Đỗ Khánh Tùng ii LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng hướng dẫn PGS.TS Đỗ Hùng Mạnh GS.TSKH Nguyễn Xuân Phúc Các số liệu, kết nêu luận án trích dẫn lại từ báo xuất cộng Các số liệu, kết nghiên cứu trung thực chưa công bố cơng trình khác Tác giả luận án Đỗ Khánh Tùng iii MỤC LỤC Lời cảm ơn Trang i Lời cam đoan iii Danh mục chữ viết tắt kí hiệu vii Danh mục bảng biểu xi Danh mục hình vẽ đồ thị xiv MỞ ĐẦU Chương 1: TỔNG QUAN VỀ VẬT LIỆU NANO TỪ Fe-Co 1.1 Tổng quan vật liệu nano từ Fe-Co 1.1.1 Tính chất từ hệ hạt nano từ 1.1.1.1 Các hạt đơn đômen siêu thuận từ 12 1.1.1.2 Lực kháng từ hạt từ kích thước nanơ 13 1.1.1.3 Tương tác trao đổi 14 1.1.1.4 Dị hướng từ tinh thể 15 1.1.2 Vật liệu nano từ Fe-Co 16 1.1.2.1 Giản đồ pha vật liệu Fe-Co 16 1.1.2.2 Tính chất từ vật liệu Fe-Co 18 1.1.2.3 Các phương pháp chế tạo vật liệu Fe-Co 19 1.2 Vật liệu nano từ tổ hợp hai pha cứng/mềm 24 1.2.1 Vật liệu nano từ tổ hợp hai pha cứng/mềm 24 1.2.2 Lý lựa chọn vật liệu nanocomposite Fe-Co SmCo5 30 1.3 Vật liệu nano từ đốt nóng cảm ứng từ 31 1.3.1 Các hạt nano từ cho ứng dụng nhiệt từ trị 31 1.3.2 Cơ chế vật lý hiệu ứng đốt nóng hạt nano từ 32 Chương 2: CÁC PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 34 2.1 Chế tạo mẫu phương pháp nghiền lượng cao 34 2.2 Các phương pháp phân tích cấu trúc 42 2.2.1 Phương pháp nhiễu xạ tia X 42 2.2.2 Phân tích cấu trúc dựa số liệu nhiễu xạ tia X mẫu bột 44 2.2.3 Phương pháp Phổ hấp phụ tia X 46 2.2.4 Hiển vi điện tử quét 48 iv 2.2.5 Kính hiển vi điện tử truyền qua (TEM) 2.3 Các phương pháp đo tính chất từ 50 51 2.3.1 Phép đo tính chất từ hệ từ kế mẫu rung 51 2.3.2 Phép đo tính chất từ hệ đo tính chất vật lý PPMS 52 2.3.3 Phép đo tính chất từ hệ đo từ trường xung 53 2.4 Đốt nóng cảm ứng từ 55 2.5 Kỹ thuật thiêu kết xung điện Plasma 56 Kết luận Chương 58 Chương 3: ĐẶC TRƯNG CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT TỪ CỦA HỆ 59 VẬT LIỆU TỪ NANO Fe-Co CHẾ TẠO BẰNG PHƯƠNG PHÁP NGHIỀN CƠ NĂNG LƯỢNG CAO 3.1 Khảo sát điều kiện công nghệ tối ưu để chế tạo vật liệu từ nano Fe-Co 59 phương pháp nghiền lượng cao 3.1.1 Ảnh hưởng tốc độ nghiền 60 3.1.2 Ảnh hưởng tỷ lệ bi/bột 62 3.1.3 Ảnh hưởng thời gian nghiền 64 3.2 Khảo sát tỉ phần tối ưu Fe/Co lên đặc trưng tính chất vật liệu Fe-Co 66 3.3 Đặc trưng cấu trúc tính chất từ hệ Fe50Co50 70 3.3.1 Đặc trưng cấu trúc theo thời gian nghiền 70 3.3.2 Đặc trưng tính chất từ theo thời gian nghiền 73 3.3.3 Đặc trưng tính chất theo chế độ ủ nhiệt 76 3.4 Đặc trưng cấu trúc tính chất từ hệ Fe65Co35 82 3.4.1 Đặc trưng cấu trúc theo thời gian nghiền 82 3.4.2 Đặc trưng tính chất từ theo thời gian nghiền 88 3.4.3 Đặc trưng tính chất theo chế độ ủ nhiệt 91 3.5 Đặc trưng cấu trúc tính chất từ hệ Fe 95 3.5.1 Đặc trưng cấu trúc hệ Fe 95 3.5.2 Đặc trưng tính chất từ hệ Fe 99 Kết luận Chương 102 Chương 4: CÁC ỨNG DỤNG CỦA VẬT LIỆU TỪ NANO Fe, Fe-Co 105 4.1 Vật liệu nano từ Fe-Co chế tạo nam châm nanocomposite 105 4.1.1 Ảnh hưởng điều kiện công nghệ v 106 4.1.1.1 Ảnh hưởng tốc độ nghiền 4.1.1.2 Ảnh hưởng thời gian nghiền 106 109 4.1.2 Ảnh hưởng tỷ phần 112 4.1.3 Ảnh hưởng nhiệt độ ủ 115 4.1.4 Ảnh hưởng thiêu kết xung điện Plasma 118 4.2 Vật liệu nano Fe, Fe-Co nhiệt từ trị 121 4.2.1 Khả sinh nhiệt chất lỏng chứa nano Fe 121 4.2.2 Khả sinh nhiệt chất lỏng chứa nano Fe-Co 124 Kết luận Chương 127 KẾT LUẬN 129 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN 131 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN 133 TÀI LIỆU THAM KHẢO 134 vi DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU Danh mục ký hiệu viết tắt a : Hằng số mạng C : Nhiệt dung riêng c : Nồng độ hạt từ E : Năng lượng dị hướng Ea : Năng lượng kích hoạt dx : Mật độ khối lượng D : Kích thước hạt Dc : Kích thước tới hạn đơn đơmen DFESEM : Kích thước từ ảnh FESEM DTEM : Kích thước tử ảnh TEM DSP : Kích thước siêu thuận từ DXRD : Kích thước từ giản đổ XRD f : Tần số fo : Tần số tiêu chuẩn H : Cường độ từ trường HA : Trường dị hướng HC : Lực kháng từ Hmax : Từ trường lớn Hmin : Từ trường nhỏ HH : Lực kháng từ pha từ cứng HS : Lực kháng từ pha từ mềm K : Hằng số dị hướng Keff : Hằng số dị hướng hiệu dụng KV : Hằng số dị hướng từ tinh thể KS : Hằng số dị hướng bề mặt kB : Hằng số Boltzmann m : Khối lượng M : Từđộ M(0): Từ độ 0K vii Mr : Từ dư MS : Từ độ bão hòa MH : Từ độ bão hòa pha từ cứng MS : Từ độ bão hòa pha từ mềm n : Số hạt đơn vị thể tích P : Công suất Phys : Công suất tổn hao từ trễ Q : Nhiệt lượng thu vào T : Nhiệt độ TB : Nhiệt độ khóa Tb : Nhiệt độ bão hòa TC : Nhiệt độ Curie To : Nhiệt độ hiệu dụng ΔT : Độ biến thiên nhiệt độ t : Thời gian V : Thể tích hạt Vopt : Thể tích tối ưu hạt W : Năng lượng từ hóa : Khối lượng riêng : Độ từ thẩm chân không χ’ : Phần thực độ cảm từ xoay chiều χ τ ’’ : Phần ảo độ cảm từ xoay chiều : Thời gian hồi phục hiệu dụng τB τm : Thờ gian hồi phục Brown : Thời gian hồi phục đặc trưng phép đo hồi phục τ0 : Thời gian hồi phục Neél : Thời gian hồi phục đặc trưng ω0 : Tần số Larmor viii DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA LUẬN ÁN Tạp chí Quốc tế D K Tung, D H Manh, L T H Phong, P H Nam, D N H Nam, N T N Anh, H T T Nong, M H Phan, N X Phuc, “Iron Nanoparticles Fabricated by High-Energy Ball Milling for Magnetic Hyperthermia”, Journal of Electronic Materials, Vol 45, Iss (2016) pp 2644-2650 Do Hung Manh, D.K Tung, L.T.H Phong, Nguyen Xuan Phuc, P.T Phong, Jaru Jutimoosik and Rattikorn Yimnirun, “Complementary studies of phase formation during fabrication of Fe0.65Co0.35 nanoparticles by mechanical alloying”, Journal of Electronic Materials, Vol 45, Iss (2016) pp 2501 – 2507 Do Khanh Tung, Do Hung Manh, P.T Phong, L.T.H Phong, N.V Dai, D.N.H Nam, N.X Phuc, “Structural and magnetic properties of mechanically alloyed Fe50Co50 nanoparticles”, Journal of Alloys and Compounds 640 (2015) 34– 38 Do Hung Manh, Do Khanh Tung, Dao Nguyen Hoai Nam, Le Van Hong, Pham Thanh Phong, Nguyen Xuan Phuc, “Magnetic Properties of Annealed Fe65Co35 Powders Prepared By Mechanical Alloying”, IEEE Transactions on Magnetics, Vol.50, Issue (2014) 2005104 Do Hung Manh, Do Khanh Tung, L T H Phong, P T Thanh, Nguyen Xuan Phuc, “Facile Synthesis of High Magnetization Air -stable Fe65Co35 Nanoparticles by Mechanical Alloying”, JPS Conf Proc., (2014) 012010 Hội nghị khoa học Quốc gia Đỗ Khánh Tùng, Đỗ Hùng Mạnh, Lê Thị Hồng Phong, Nguyễn Thị Hà My, Đào Nguyên Hoài Nam, Nguyễn Xuân Phúc, “Ảnh hưởng nhiệt độ ủ tới tính chất từ bột hợp kim Fe 50Co50”, Tạp chí Khoa học Công nghệ, Vol 52, 3B (2014) 23-29 131 Đỗ Khánh Tùng, Đỗ Hùng Mạnh, Lê Thị Hồng Phong, Đào Nguyên Hoài Nam, Lưu Hữu Nguyên, Phạm Thị Mai Hương, Karim Zehani, Lotfi Bessais Nguyễn Xuân Phúc, “Nghiên cứu cấu trúc tính chất từ vật liệu nanocomposite SmCo5/Fe65Co35 chế tạo phương pháp nghiền lượng cao”, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ, Vol 52, 3B (2014) 59-65 Đỗ Khánh Tùng, Đỗ Hùng Mạnh, Lê Thị Hồng Phong, Đào Nguyên Hoài Nam, Nguyễn Xuân Phúc, “Tổng hợp nano Fe phương pháp nghiền lượng cao”,Tuyển tập báo cáo Hội nghị Vật lý chất rắn Khoa học vật liệu toàn quốc lần thứ (2015) Q2, tr 763-766 132 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH LIÊN QUAN ĐẾN LUẬN ÁN T.Sourmail, Near equiatomic FeCo alloys: Constitution, mechanical and magnetic properties, Progress in Materials Science, 2005, Vol.50, Iss 7, 816-880 H Moumeni, S Alley, J M Grenech, Structural properties of Fe50Co50 nanostructured powder prepared by mechanical alloying, J Alloys Compds., 2005, 386, 12 Y D Kim, J Y Chung, J Kim, H Jeon, Formation of nanocrystalline Fe-Co powders produced by mechanical alloying, Mater Sci Eng., 2000, Vol A291, 17-21 O Çelik, T Fırat, Synthesis of FeCo Magnetic Nanoalloys and Investigation of Heating Properties for Magnetic Fluid Hyperthermia, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2018, 456, 11-16 A Zelenáková, D Oleksáková, J Degmová, J Kovác, P Kollár, M Kusý, P Sovák, Structural and magnetic properties of mechanically alloyed FeCo powders, J Magn Magn Mater, 2007, 316, 519 ChuantaoMa, Magnetic properties of exchange coupled SmCo5/FeCo composite particles synthesized by magnetic self-assembly, Chemical Physics Letters, 2018, 696, 31-35 S Azzaza, S Alleg, H Moumeni, A R Nemamcha, J L Rehspringer and J M Greneche, Magnetic properties of nanostructured ball-milled Fe and Fe50Co50, Alloy, J Phys.: Condens Matter, 2006, 18 7257 Q Zeng, I Baker, V M Creary, Z Yan, Soft ferromagnetism in nanostructured mechanical alloying FeCo-based powders, J Magn Magn Mater., 1981, 318 28 E Dorolti, A.V Trifu, O Isnard, I Chicinas, F Tolea, M Valeanu, V Pop, Influence of mechanical milling on the physical properties of SmCo5/Fe65Co35 type hard/soft magnetic nanocomposite, Journal of Alloys and Compounds, 2013, 560 189–194 133 TÀI LIỆU THAM KHẢO Lhadi Merhari, Hybrid Nanocomposites for Nanotechnology, Springer, 2009 Alain Nouailhat, An Introduction to Nanoscience and Nanotechnology, Wiley, 2008 Guozhong Cao, Qifeng Zhang C Jeffrey Brinker, Annual Review of Nano Research, World Scientific Publishing Vol 3, 2011 A H Morrish, The Physical Principles of Magnetism, John Wiley & Sons New York, 1965 B D Cullity, Introduction to Magnetic Materials, Addison-Wesley Reading, MA, 1972 D L Huber, Synthesis, properties, and applications of iron nanoparticles, Small, 2005, 1(5), 482– 501 Thuy T T., Maenosono S., Thanh N T K., Magnetic nanoparticles: from fabrication and clinical applications, CRC Press, Taylor and Francis, Boca Raton London New York, 2012, 99-128 Silke Behrens, et Al., Surface engineering of Co and FeCo nanoparticles for biomedical application, J Phys.: Condens Matter, 2006, 18 S2543–S2561 V.E Fertman, Magnetic Fluids Guide-Book: Properties and Application, Hemisphere, New York, 1990 10 B.M Berkovsky, V.F Medvedev, M.S Krakov, Magnetic Fluides: Engineering Applications, Oxford University Press, 1993 11 S.P Gubin, Yu.A Koksharov, G.B Khomutov, G.Yu Yurkov, Magnetic nanoparticles: preparation, structure and properties, Russian Chem Rev., 2005, 74489 12 An-Hui-Lu, E.L Salabas, F Schuth, Magnetic Nanoparticles: Synthesis, Protection, Functionalization, and Application, Angew Chem Int Ed., 2007, 46, 1222 13 S P Gubin and Yu A Koksharov, Preparation, Structure, and Properties of Magnetic Materials Based on Co Containing Nanoparticles, Inorg Mater., 2002, 38 (11), 1085–1099 14 R Ferrando, J Jellinek, R.L Johnston, Nanoalloys: from theory to applications of alloy clusters and nanoparticles, Chem Rev., 2008, 108, 845 15 C Binns, Nanomagnetism: fundamentals and applications, Poland, 2014 16 C Kittel, Introduction to solid state physics, 7th ed., John Wiley & sons, New 134 York, 2006, 446-450 17 B D Cullity and C D Graham, Introduction to magnetic materials, Hoboken, New Jersey, 2009 18 J Stöhr and H C Siegmann, Magnetism, from fundamentals to nanoscale dynamics, Berlin and Heidelberg, 2006 19 R C O´Handley, Modern magnetic materials, principles and applications, New York, 2000 20 N W Ashcroft and N D Mermin, Solid state physics, New York, 1976 21 M Farle, Magnetic nanoparticles (Magnetism goes Nano), Jülich, Forschungszentrum Jülich GmbH, C4, 2005 22 Sergey P Gubin, Magnetic Nanoparticles, Wiley-VCH, 2009 23 Nguyễn Hữu Đức, Vật liệu từ cấu trúc nanô điện tử học spin, NXB Đại học Quốc gia, 2008 24 Thân Đức Hiền, Nguyễn Tuấn Tài, Từ học Vật liệu từ, NXB Đại học Bách khoa, 2008 25 C P Bean and J D Livingston, Superparamagnetism, J Appl Phys, 1959, 30, S120 26 D Kodama, K Shinoda, K Sato, Y Sato, B Jeyadevan, K Tohji, Synthesis of Fe-Co alloys particles by modifed polyol process, IEEE Transactions of magnetics, 2006, Vol 42, No 10, 2796 27 W C Ellis and E S Greiner, Equilibrium relations in the solid state of the ironcobalt system, Trans ASM, 1941, 415–433 28 A S Normanton, P E Bloomfield, F R Sale, and B B Argent, A calorimetric study of iron-cobalt alloys, Metal Sci., 1975, 9, 510–517 29 D W Clegg and R A Buckley, The disorder-order transformation in iron cobalt-based alloys, Metal Sci J., 1973, 7, 48–54 30 T.Sourmail, Near equiatomic FeCo alloys: Constitution, mechanical and magnetic properties, Progress in Materials Science, 2005, Vol.50, Iss 7, 816-880 31 H P J.Wijn, Magnetic Properties of Metals: d-Elements, Alloys and Compounds, Springer, Berlin, 1991 32 J Li, H Zeng, S Sun, J P Liu and Z L Wang, Analyzing the Structure of CoFe−Fe3O4 Core−Shell Nanoparticles by Electron Imaging and Diffraction, 135 J Phys Chem B, 2004, 108 (37), 14005 33 Yufeng Wang, Yi Zheng and Shuchun Hu, Synthesis of Mono-dispersed Fe-Co Nanoparticles with Precise Composition Control, Journal of Physical and Chemistry of Solids, 2017, 100, 78-82 34 Y Cheng, G Ji, Z Li, H Lv, W Liu, Y Zhao, J Cao, Y Du, Facile synthesis of FeCo alloys with excellent microwave absorption in the whole Ku-band: Effect of Fe/Co atomic ratio, J of Alloys and Compounds, 2017, 704, 289 35 A Hütten, D Sudfeld, I Ennen, G Reiss, K Wojczykowski and P Jutzi, Ferromagnetic FeCo nanoparticles for biotechnology, Magn Magn Mater., 2005, 293, 93 36 C Desvaux, C Amiens, P Fejes, P Renaud, M Respaud, P Lecante, E Snoeck and B Chaudret, Multimillimetre-large superlattices of air-stable iron–cobalt nanoparticles, Nature Mater., 2005, 4, 750 37 V Tzitzios, G Basina, D Niarchos, W Li, G Hadjipanayis, Synthesis of air stable FeCo nanoparticles, J Appl Phys., 2011, Vol 209, No 07A313 38 Mikio Kishimoto, Hawa Latiff, Yuki Hisamatsu, Eiji Kita and Hideto Yanagihara, Characterization of FeCo particles synthesized via coprecipitation, particle growth using flux treatment and reduction in hydrogen gas, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2017, Vol 432, 404 39 S Koutsopoulos, R Barfod, D Tsamouras, K.M Eriksen, R Fehrmann, Synthesis and characterization of iron-cobalt (FeCo) alloy nanoparticles supported on carbon, Journal of Alloys and Compounds, 2017, Vol 725, 1210 40 M Zamanpour, Y Chen, B Hu, K Caroll, Z J Huba, E E Carpenter, L H Lewis, V G Harris, Large-scale synthesis of high moment FeCo nanoparticles using modified polyol synthesis, Journal of Applied Physics, 2012, 111, 07B528 41 G S Chaubey, C Barcena, N Poudyal, C Rong, J Gao, S Sun and J P Liu, Synthesis and stabilization of FeCo nanoparticles, J Am Chem Soc., 2007, 129, 7214 42 W S Seo, J H Lee, X Sun, Y Suzuki, D Mann, Z Liu, M Terashima, P C Yang, M V Mcconnell, D G Nishimura and H Dai, FeCo/graphitic-shell nanocrystals as advanced magnetic-resonance-imaging and near-infrared agents, Nature Mater., 2006, 5, 971 136 43 J Bai and J.-P Wang, High-magnetic-moment core-shell-type FeCo–Au∕Ag nanoparticles, Appl Phys Lett., 2005, 87, 152502 44 Y.-H Xu and J.-P Wang, FeCo–Au core-shell nanocrystals, Appl Phys Lett., 2007, 91, 233107 45 H Moumeni, S Alley, J M Grenech, Structural properties of Fe50Co50 nanostructured powder prepared by mechanical alloying, J Alloys Compds., 2005, 386, 12 46 V Lyubina, Nanocrystalline Fe-Pt alloys: phase transformations, structure and magnetism, Dissertation, 2006, 6-7 47 Y D Kim, J Y Chung, J Kim, H Jeon, Formation of nanocrystalline Fe-Co powders produced by mechanical alloying, Mater Sci Eng., 2000, Vol A291, 17-21 48 O Çelik, T Fırat, Synthesis of FeCo Magnetic Nanoalloys and Investigation of Heating Properties for Magnetic Fluid Hyperthermia, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2018, 456, 11-16 49 A Zelenáková, D Oleksáková, J Degmová, J Kovác, P Kollár, M Kusý, P Sovák, Structural and magnetic properties of mechanically alloyed FeCo powders, J Magn Magn Mater, 2007, 316, 519 50 N Poudyal, C Rong, Y Zhang, D Wang, M J Kramer, R J Hebert, Selfnanoscaling in FeCo alloys prepared via severe plastic deformation, J Alloys Compd., 2012, 521, 55-59 51 A Azizi, S.K Sadrnezhaad, A Hasani, Morphology and magnetic properties of FeCo nanocrystalline powder produced by modified mechanochemical procedure, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2010, Vol 322, Iss 21, 3551–3554 52 P Moriarty, Nanostructured materials, Rep Prog Phys., 2001, 64, 297 53 W.J Zhang, Nanoscale Iron Particles for Environmental Remediation: An Overview, Nanopart Res., 2003, 5, 323 54 S Gangopadhyay, G.C Hadjipanayis, B.Dale, C.M Sorensen, K.J Klabunde, V Papaefthymiou, A Kostikas, Magnetic properties of ultrafine iron particles, Phys Rev.B, 1992, 45, 9778 55 J.F Loffler, J.P Meier, B Doudin, J.-P Ansermet, W Wagner, Random and 137 exchange anisotropy in consolidated nanostructured Fe and Ni: Role of grain size and trace oxides on the magnetic properties, Phys Rev B, 1998, 57, 2915 56 R Skomski, and J M D Coey, Giant energy product in nanostructured twophase magnets, Phys Rev B, 1993, 48, 15812 57 Tetsuji Saito, Daisuke Nishio-Hamane, High-coercivity SmCo5/α-Fe nanocomposite magnets, Journal of Alloys and Compounds, 2018, 735, 218-223 58 Chuantao Ma, Magnetic properties of exchange coupled SmCo5/FeCo composite particles synthesized by magnetic self-assembly, Chemical Physics Letters, 2018, 696, 31-35 59 N D The, N Chau, N V Vuong, N H Quyen, High hard magnetic properties and cellular structure of nanocomposite magnet Nd 4.5Fe73.8B18.5Cr0.5Co1.5Nb1Cu0.2, J Magn Magn Mater., 2006, 303, e419 60 D.-T Ngo, H.-G Duong, H.-H Nguyen, C Nguyen, M Basith, and D.-Q Hoang, The microstructure, high performance magnetic hardness and magnetic after-effect of an α-FeCo/Pr2Fe14B nanocomposite magnet with low Pr concentration, Nanotechnology, 2009, 20, 165707 61 N H Dan, Influence of Co on the Structure and the Magnetic Properties of the Nd12-xCoxFe82B6 Alloy, Journal of the Korean Physical Society, 2008, 52, 1443 62 N H Hai, N Chau, D.-T Ngo, and D T H Gam, Anomalous magnetic viscosity in a-Fe(Co)/(Nd,Pr)2Fe14B exchange-springmagnet, J Magn Magn Mater., 2011, 323, 3156 63 W.A de Heer, P Milani, A Chatelain, Spin relaxation in small free iron clusters, Phys Rev Lett., 1990, 65, 488 64 L Guo, Q.J Huang, X.Y Li, S.H Yang, Iron nanoparticles: Synthesis and applications in surface enhanced Raman scattering and electrocatalysis, Phys Chem Chem Phys., 2001, 3, 1661 65 K.S Suslick, C Seok-burn, A.A Cichowlas, M.W Grinstaff, Sonochemical synthesis of amorphous iron, Nature, 1991, 353, 414 66 S.M Ponder, J.G Darab, J Bucher, D Caulder, I Craig, L Davis, N Edelstein, W Lukens, H Nitsche, L Rao, D.K Shuh, T.E Mallouk, Surface chemistry and electrochemistry of supported zero-valent iron nanoparticles in the remediation of aqueous metal contaminants, Chem Mater., 2001, 13, 479 138 67 D.G Rancourt, Magnetism of earth, planetary, and environmental nanomaterials, Rev Mineral Geochem., 2001, 44, 217 68 A.S Dehlinger, J.F Pierson, A Roman, P.H Bauer, Properties of iron boride films prepared by magnetron sputtering, Surf Coat Technol., 2003, 174, 331 69 L Del Bianco, A Hernando, E Bonetti, E Navarro, Grain-boundary structure and magnetic behavior in nanocrystalline ball-milled iron, Phys Rev B, 1997, 56, 8894 70 U Gonser, H.G Wagner, Some recent developments in the applications of Mössbauer spectroscopy to physical metallurgy, Hyperfine Interact, 1985, 24– 26, 769 71 M G Lozinskii, Industrial Applications of Induction Heating, Pergamon Press, New York, 1969 72 P R Stauffer, T C Cetas, and R C Jones, Magnetic Induction Heating of Ferromagnetic Implants for Inducing Localized Hyperthermia in Deep-Seated Tumors, IEEE Transactions on Biomedical Engineering, 1984, BME-31, 235-251 73 An H.L., Salabas E.L., Ferdi S, Magnetic Nanoparticles: Synthesis, Protection, Functionalization, and Application, Angewandte Chemie-International Edition, 2007, 46: 1222 – 1244 74 Andreas Jordan, Regina Scholz, Peter Wust, Hermann Schirra,Thomas Schiestel, Helmut Schmidt, Roland Felix, Endocytosis of dextran and silancoated magnetite nanoparticles and the effect of intracellular hyperthermia on human mammary carcinoma cells in vitro, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 1999, 194: 185—196 75 Foote M, Oncology basics Part What is cancer?, Journal of American Medical Writers Association, 2005, 20: 52–58 76 Jordan, R Scholz, P Wust, H Faehling, R Felix, Magnetic fuid hyperthermia (MFH): Cancer treatment with AC magnetic field induced excitation of biocompatible superparamagnetic nanoparticles, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 1999, 201 413 - 419 77 Rudolf Hergt, Silvio Dutz, Robert Müller, Matthias Zeisberger, Magnetic particle hyperthermia: nanoparticle magnetism and materials development for cancer therapy, Journal of Physics: Condensed Matter, 2006, 18 139 78 Chinmayee Saikia, Anowar Hussain, Anand Ramteke, Hemanta K Sharma, Tarun K Maji, Crosslinked thiolated starch coated Fe3O4 magnetic nanoparticles: Effect of montmorillonite and crosslinking density on drug delivery properties, Starch/Stärke., 2014, 66 1–12 79 I M Obaidat, B Issa and Y Haik, Magnetic Properties of Magnetic Nanoparticles for Efficient Hyperthermia, Nanomaterials, 2015, 5, 63-89 80 R E Rosensweig, Heating magnetic fluid with alternating magnetic field, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2002, 252, 370-374 81 S Maenosono and S Saita, Theoretical Assessment of FePt Nanoparticles as Heating Elements for Magnetic Hyperthermia, IEEE Transcation on Magnetics, 2006, 42, 1638-1642 82 A H Habib, C.L Ondeck, P Chaudhary, M.R Bockstaller, and M.E McHenry, Evaluation of iron-cobalt/ferrite core-shell nanoparticles for cancer thermotherapy, Journal of Applied Physics, 2008, 103, 07A307(3) 83 J.-P Fortin, C Wilhelm, J Servais, C Menager, J.-C Bacri, and F Gazeau, Size-Sorted Anionic Iron Oxide Nanomagnets as Colloidal Mediators for Magnetic Hyperthermia, Journal of the American Chemical Society, 2007, 129, 2628-2635 84 J P Fortin, F Gazeau, C Wilhelm, Intracellular heating of living cells through Néel relaxation of magnetic nanoparticles, Europan Biophysics Journal, 2008, 37, 223-228 85 Challa S.S.R Kumar, Faruq Mohammad, Magnetic nanomaterials for hyperthermia-based therapy and controlled drug delivery, Advanced Drug Delivery Reviews, 2011, 63: 789–808 86 Suryanarayana, C ed., Nonequilibrium Processing of Materials, Oxford, UK: Pergamon, 1999 87 Liebermann, H H ed., Rapidly Solidified Alloys: Processes, Structures, Properties, Applications, New York: Marcel Dekker, 1993 88 Anantharaman T.R., Suryanarayana C., Rapidly Solidified Metals: A Technological Overview, Aedermannsdorf, Switzerland: Trans Tech, 1987 89 Suryanarayana, C., Jones, H., Formation and characteristics of quasicrystalline phases: A review, Int J Rapid Solidif., 1988, 3:253–293 140 90 Benjamin, J S., High temperature materials by mechanical alloying, Metall Trans., 1970, 1, 2943–2951 91 Suryanarayana, C., Mechanical Alloying and Milling, Prog Mater Sci., 2001, 46, 1–184 92 Upadhya, K ed., Plasma Synthesis and Processing of Materials, Warrendale, PA:TMS, 1993 93 Bickerdike R.L., Clark D., Easterbrook J.N., Hughes G., Mair W.N., Partridge P G., Ranson H.C., Microstructures and tensile properties of vapour deposited aluminum alloys Part 1: Layered microstructures, Int J Rapid Solidif., 1984, 1, 305–325 94 Lavernia E.J., Wu Y., Spray Atomization and Deposition, Chichester, Wiley UK, 1996 95 Benjamin J.S., Mechanical Alloying, Scientific American, 1976, 234, 40-49 96 Benjamin J.S In: Arzt E, Schultz L, editors, New materials by mechanical alloying techniques, Oberursel, Germany: DGM Informationgesellschaft, 1989, 3-18 97 Benjamin JS, Mechanical Alloying And Milling, Metal Powder Report, 1990, 45, 122-127 98 Ermakov AE, Yurchikov EE, Barinov VA., The magnetic properties of amorphous Y-Co powders obtained by mechanical comminution, Phys Met Metallogr., 1981, 52(6), 50-58 99 Koch CC, Cavin OB, McKamey CG, Scarbrough JO., Preparation of amorphous Ni60Nb40 by mechanical alloying, Appl Phys Lett., 1983, 43, 1017-1019 100 Koch CC In: Cahn RW, editor, Processing of metals and alloys, Vol 15 of materials science and technology - a comprehensive treatment, Weinheim, Germany: VCH Verlagsgesellschaft GmbH, 1991, 193-245 101 Lai MO, Lu L., Mechanical alloying, BostonMA: Kluwer Acad Publishers, 1998 102 Heinicke G., Tribochemistry, Berlin, Germany: Akademie Verlag, 1984 103 McCormick PG., Application of mechanical alloying to chemical refining, Mater Trans Japan Inst Metals, 1995, 36, 161-169 104 H M Rietveld, A profile refinement method for nuclear and magnetic structures, Journal of Applied Crystallography, 1969, (2), 65–71 141 105 Orru R., Licheri R., Locci A.M., Cincotti A., Cao G., Consolidation/synthesis of materials by electric current activated/assisted sintering, Materials Science and Engineering Report, 2009, 63(4-6), 127-287 106 Chin, Z H., Perng, T P., Amorphization of Ni-Si-C ternary alloy powder by mechanical alloying, Mater Sci For., 1997, 235–238, 121–126 107 Umemoto, M., Liu, Z G., Masuyama, K., Tsuchiya, K., Ball milling of fullerene and mechanical alloying of fullerene-metal systems, Mater Sci For., 1999, 312– 314, 93–102 108 Kis-Varga, M., Beke, D L., Phase transitions in Cu-Sb systems induced by ball milling, Mater Sci For., 1996, 225–227, 465–470 109 Suryanarayana C, Chen GH, Froes FH., Milling maps for phase identification during mechanical alloying, Scripta Metallurgica et Materialia, 1992, 26, 1727-1732 110 O Çelik, T Fırat, Synthesis of FeCo Magnetic Nanoalloys and Investigation of Heating Properties for Magnetic Fluid Hyperthermia, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2018, 456, 11-16 111 N Poudyal, C Rong, Y Zhang, D Wang, M J Kramer, R J Hebert, Selfnanoscaling in FeCo alloys prepared via severe plastic deformation, J Alloys Compd., 2012, 521, 55-59 112 S Azzaza, S Alleg, H Moumeni, A R Nemamcha, J L Rehspringer and J M Greneche, Magnetic properties of nanostructured ball-milled Fe and Fe50Co50, Alloy, J Phys.: Condens Matter, 2006, 18, 7257 113 Q Zeng, I Baker, V M Creary, Z Yan, Soft ferromagnetism in nanostructured mechanical alloying FeCo-based powders, J Magn Magn Mater., 1981, 318, 28 114 M.E Fleet, The structure of magnetite, Acta Cryst B, 1981, 37, 917–920 115 D.H Manh, D.K Tung, D.N.H Nam, L.V Hong, P.T Phong, N.X Phuc, Magnetic Properties of Annealed Fe65Co35 Powders Prepared By Mechanical Alloying, I.E.E.E Trans, Magn., 2014, 50, 2005104 116 Do Hung Manh, D.K Tung, L.T.H Phong, Nguyen Xuan Phuc, P.T Phong, Jaru Jutimoosik, and Rattikorn Yimnirun, Complementary Studies of Phase Formation During Fabrication of Fe0.65Co0.35 Nanoparticles by Mechanical Alloying, Journal of Electronic Materials,, 2016, 45, 5, 2501 117 G Herzer, Grain size dependence of coercivity and permeability in 142 nanocrystalline ferromagnets, IEEE Trans Magn., 1990, 26, 1397–1402 118 D H Manh, T D Thanh, N X Phuc, L V Hong, P T Phong, L T Hung, Perovskite nanoparticles synthesised by reactive milling combined with thermal processing: preparation, morphology and structure characterisation, Int J Nanotechnol., 2011, 8, 241 119 M D Chermahini, S Sharafi, H Shokrollahi, M Zandrahimi, Microstructural and magnetic properties of nanostructured Fe and Fe50Co50 powders prepared by mechanical alloying, J Alloys Compd., 2009, 474, 18 120 D.S Yang, S.H Kim, Y.G Yoo, and S.C Yu, Local structure and magnetic properties of Fe60Co40 mechanical alloy, J Phys, 2009, 190, 012139 121 D.H Manh, D.K Tung, L.T.H Phong, P.T Thanh, and N.X Phuc, Facile synthesis of high magnetization air-stable Fe65Co35 nanoparticles by mechanical alloying, JPS Conf Proc., 2014, 1, 012010 122 M Abbasa, M N Islam, B P Rao, T Ogawa, M Takahashia, and C G Kim, One-pot synthesis of high magnetization air-stable FeCo nanoparticles by modified polyol method,, Mater Lett., 2013, vol 91, 326–329 123 Tien Trinh Bui, Xuan Que Le, Duy Phuong To and Van Tich Nguyen, Investigation of typical properties of nanocrystalline iron powders prepared by ball milling techniques, Adv Nat Sci.: Nanosci Nanotechnol., 2013, 045003 124 Jorge E Munoz, Janeth Cervantes, Rodrigo Esparza, Gerardo Rosas, Iron nanoparticles produced by high-energy ball milling, J Nanopart Res, 2007, 9:945–950 125 S Gangopadhyay, G.C Hadjipanayis, B Dale, C.M Sorensen, K.J Klabunde, V.V Papaefthymiou, and A Kostikas, Magnetic properties of ultrafine iron particles, Phys Rev B, 1992, 45, 9778 126 H Khurshid, P Mukherjee, M.H Phan, and H Srikanth, Tuning exchange bias in Fe/γ-Fe2O3 core-shell nanoparticles: Impacts of interface and surface spins, Appl Phys Lett., 2014, 104, 072407 127 M Sorescu and A Grabias, Structural and magnetic properties of Fe50Co50 system, Intermetallics, 2002, 10, 317 128 D.K Tung, D.H Manh, P.T Phong, L.T.H Phong, N.V Dai, D.N.H Nam, and N.X Phuc, Structural and magnetic properties of mechanically alloyed 143 Fe50Co50 nanoparticles, J Alloys Compd., 2015, 640, 34 129 J.M Le Breton, R Lardé, H Chiron, V Pop, D Givord, O Isnard, I Chicinas, A structural investigation of SmCo5/Fe nanostructured alloys obtained by highenergy ball milling and subsequent annealing, J Phys D: Appl Phys., 2010, 43 085001 130 Landolt-Bornstein, Diffusion in solid metals and alloys, New series group III Berlin: Springer, 1990, Vol 26, 127 131 P Saravanan, M Manivel Raja, R Gopalan, N.V Rama Rao, K Suresh, D.V Sridhara Rao, V Chandrasekaran, Structural and Mossbauer studies on mechanical milled SmCo5/Fe nanocomposite magnetic powders, Intermetallics, 2008, 16, 636-641 132 Pop V, Isnard O, Chicinas I, Givord D, Magnetic and structural properties of SmCo5/α-Fe nanocomposites, J Magn Magn Mater., 2007, 310, 2, 2489-2490 133 E Dorolti, A.V Trifu, O Isnard, I Chicinas, F Tolea, M Valeanu, V Pop, Influence of mechanical milling on the physical properties of SmCo5/Fe65Co35 type hard/soft magnetic nanocomposite, Journal of Alloys and Compounds, 2013, 560 189–194 134 A Guleria, K Priyatharchini, D Kumar, Biomedical Applications of Magnetic Nanomaterials, Applications of Nanomaterials, 2018, 345-389 135 T.J.Gutiérrez, V.A Alvarez, Nanoparticles for Hyperthermia Applications, Handbook of Nanomaterials for Industrial Applications, 2018, 563-576 136 P Das, M Colombo, D Prosperi, Recent advances in magnetic fluid hyperthermia for cancer therapy, Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 2019, 174, 42-55 137 S.K Sharma, N Shrivastava, F Rossi, L.D Tung, N.T.K Thanh, Nanoparticles-based magnetic and photo induced hyperthermia for cancer treatment, Nanotoday, 2019, 29, 100795 138 J Giri, P Pradhan, T Sriharsha, and D Bahadur, Preparation and investigation of potentiality of different soft ferrites for hyperthermia applications, J Appl Phys., 2005, 97, 913 139 C.C Berry and A.S.G Curtis, Functionalisation of magnetic nanoparticles for applications in biomedicine, J Phys D: Appl Phys., 2003, 36, R198 144 140 L.L Lao and R.V Ramanujan, Magnetic and hydrogel composite materials for hyperthermia applications, J Mater Sci Mater Med., 2004, 15, 1061 141 A Jordan, R Scholz, P Wust, H Fahling, and R Felix, Magnetic fluid hyperthermia (MFH): Cancer treatment with AC magnetic field induced excitation of biocompatible superparamagnetic nanoparticles, J Magn Magn Mater., 1999, 201, 413 142 C.G Hadjipanayis, M.J Bonder, S Balakrishnan, X Wang, H Mao and G.C Hadjipanayis, Metallic iron nanoparticles for MRI contrast enhancement and local hyperthermia, Small, 2008, 4, 1925-1929 143 B Mehdaoui, A Meffre, L.M Lacroix, J Carrey, S Lachaize, M Gougeon, M Respaud, B Chaudret, Large specific absorption rates in the magnetic hyperthermia properties of metallic iron nanocubes, J Magn Magn Mater., 2010, 322, 19, L49-L52 144 K Simeonidis, C Martinez-Boubeta, L Balcells, C Monty, G Stavropoulos, M Mitrakas, A Matsakidou, G Vourlias, and M Angelakeris, Fe-based nanoparticles as tunable magnetic particle hyperthermia agents, J Appl Phys., 2013, 114, 103904 145 Binns C, Prieto P, Baker SH, Howes PB, Dondi R, Burley G, Preparation of hydrosol suspensions of elemental and core-shell nanoparticles by Codeposition with water vapour from the gas-phase in ultra-high vacuum conditions, J Nanoparticle Res., 2012, 14:1136 146 S Mornet, S Vasseur, F Grasset, E Duguet, Magnetic nanoparticle design for medical diagnosis and therapy, J of Material Chemistry, 2004, 14, 2161-2175 145 ... DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ - Đỗ Khánh Tùng NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ TÍNH CHẤT TỪ CỦA HỆ HẠT NANO TỪ Fe, Co BẰNG PHƯƠNG PHÁP... (TEM) 2.3 Các phương pháp đo tính chất từ 50 51 2.3.1 Phép đo tính chất từ hệ từ kế mẫu rung 51 2.3.2 Phép đo tính chất từ hệ đo tính chất vật lý PPMS 52 2.3.3 Phép đo tính chất từ hệ đo từ trường... thiện kết nghiên cứu đạt lựa chọn đề tài Luận án: ? ?Nghiên cứu chế tạo tính chất từ hệ hạt nano từ Fe, Co phương pháp nghiền lượng cao? ?? Mục tiêu Luận án: Tìm tham số thông số công nghệ hợp phần