Preparation and characterization of carbon composites containing nanoparticles of metal alloys (Fe-Co, Fe-Ni)

Aleksandra Kobylińska

Abstract

In recent years there has been a large increase in interest in use of nanoparticles by biology and medicine. The nanoparticles, the magnetic ones, are proposed as a source of heat in the so-called thermal treatments such as ablation or hyperthermia, as contrast agents in magnetic resonance imaging (MRI) and as carriers in the transport of medicines, but also in a variety of applications including in vitro bioseparation and in gene therapy. One of the main areas of research are the methods of preparation of nanometer size particles of metals, alloys and composites based systems. In previous work, carried by WIM PW under the direction of Professor Marcin Leonowicz mainly focused on the production of nanoparticles elements such as Fe, Co, Ni. As is well known, magnetic materials used in medicine such as iron oxides in comparison with Fe-Ni and Fe-Co have properties far better in terms of biocompatibility compared to body tissues. Due to special properties of high magnetization of Fe-Co and high permeability Fe-Ni alloys, it was decided to try to produce and characterize their alloys for biomedical applications. This paper describes the production of nanocrystallites alloys Fe-Co and Fe-Ni by the use of acrylamide monomer synthesis and metal salts and their polymerization and pyrolysis. Uses various annealing temperatures ranging from 500 ° C for samples of the output and temperature of 600 ° C, 700 ° C and 800 ° C, respectively, for each type of composite. Characterization of morphology, nanostructure and magnetic properties of the composites of carbon were performed. In addition, it was decided to prove that the annealing temperature carbon composites have a significant effect on the magnetic properties of the obtained samples. The obtained results confirmed staked claim. All three magnetic parameters such as coercivity, remanence and magnetization showed a dependence on the annealing temperature, but the holding time had little effect.
Diploma typeMaster of Science
Author Aleksandra Kobylińska ZMKF
Aleksandra Kobylińska,,
- Division of Construction and Functional Materials
Title in PolishOtrzymywanie i charakteryzacja kompozytów węglowych zawierających nanocząstki stopów metali (Fe-Co, Fe-Ni
Supervisor Marcin Leonowicz ZMKF
Marcin Leonowicz,,
- Division of Construction and Functional Materials
Certifying unitFaculty of Materials Science and Engineering (FMSE)
Affiliation unitDivision of Construction and Functional Materials (DCFM)
Study subject / specializationInżynieria Materiałowa
Languagepl polski
StatusFinished
Defense Date26-09-2013
Issue date (year)2013
Internal identifierIM-D.001722
Reviewers Rafał Wróblewski ZMKF
Rafał Wróblewski,,
- Division of Construction and Functional Materials
, Katarzyna Konopka ZMCP
Katarzyna Konopka,,
- Division of Ceramic Materials and Polymers
Abstract in PolishW ostatnich latach obserwuje się duży wzrost zainteresowania zastosowaniem nanocząstek w biologii i medycynie. Nanocząstki, te magnetyczne, proponowane są, jako źródła ciepła w terapiach cieplnych w tzw. hipertermii czy termoablacji, jako czynniki kontrastujące w obrazowaniu rezonansu magnetycznego (MRI) oraz jako nośniki w transporcie leków, ale także w wielu zastosowaniach in vitro m.in. w bioseparacji i terapii genowej. Jedną z głównych dziedzin badań nad nanomateriałami są metody wytwarzania układów opartych na nanometrycznej wielkości cząstkach metali, stopów i kompozytów. We wcześniejszych pracach realizowanych w WIM PW, pod kierunkiem profesora Marcina Leonowicza głownie skupiono się na wytworzeniu pierwiastków nanocząstek Fe, Co, Ni. Jak wiadomo materiały magnetyczne stosowane w medycynie np. tlenki żelaza w porównaniu ze stopami Fe-Ni i Fe-Co posiadały cechy zdecydowanie korzystniejsze pod względem biotolerancji w stosunku do tkanek organizmu. Ze względu na specyficzne właściwości wysokiego namagnesowania Fe-Co oraz dużej przenikalności stopów Fe-Ni postanowiono podjąć próbę wytworzenia stopów i scharakteryzowania ich pod kątem zastosowań biomedycznych. W niniejszej pracy opisano wytworzenie nanokrystalitów stopów Fe-Co i Fe-Ni przez zastosowanie syntezy monomerów z akryloamidów i soli metali oraz ich polimeryzację i pirolizę. Zastosowano różne temperatury wygrzewania, od 500 °C dla próbek wyjściowych a następnie temperatury 600 °C, 700 °C i 800 °C, odpowiednio dla każdego rodzaju kompozytu. Wykonano charakteryzację morfologii, nanostruktury oraz właściwości magnetycznych otrzymanych kompozytów węglowych. Ponadto postanowiono udowodnić, że temperatura wygrzewania kompozytów węglowych miała znaczący wpływ na właściwości magnetyczne otrzymanych próbek. Uzyskane wyniki badań potwierdziły postawioną tezę. Wszystkie trzy parametry magnetyczne tj. koercja, remanencja i namagnesowanie wykazywały zależność od temperatury wygrzewania, natomiast niewielki wpływ miał czas wygrzewania.
File
praca mgr.doc 19.91 MB

Get link to the record
msginfo.png

Back