高分散準球狀的M型鋇鐵氧體的制備方法技術

高分散準球狀的M型鋇鐵氧體的制備方法，它涉及一種鋇鐵氧體的制備方法。本發明專利技術解決了目前M型鋇鐵氧體制備過程中存在的產物形貌難于控制、粒子分散性不好、顆粒易燒結團聚及磁性能不理想問題。本方法如下：一、配制前軀體溶液；二、制鐵氧體微球；三、制備粉末，再將粉末高溫煅燒，即得高分散準球狀的M型鋇鐵氧體。本發明專利技術制備過程操作簡單，無需任何模板劑和特殊制備工藝，且原料安全易得、價格低廉，便于大規模生產。得到的M型鋇鐵氧體材料結晶度好、純度高，具有很好的分散性，無明顯燒結現象，產物呈現出準球狀的微觀形貌，具備非常優異的磁性能。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種鋇鐵氧體的制備方法。
技術介紹
M型鋇鐵氧體由于具有較大的矯頑力、飽和磁化強度、單軸磁晶各向異性、優良的旋磁特性、較高的居里溫度，以及穩定的物理化學性質等特點，多年來被廣泛用于永磁體、 高密度垂直磁記錄材料、微波器件、吸波材料等各個領域。鋇鐵氧體的磁性能和它的微觀結構有著緊密的聯系，傳統的陶瓷法得到的產品粒子尺寸過大、矯頑力偏小，很難滿足實際應用需求。近年來，隨著納米技術的興起，大量的報道關注于納米級M型鐵氧體材料的制備， 如溶膠-凝膠法、共沉淀法、硝酸銨熔融法、玻璃晶化法、反相微乳法、水熱法及微波水熱法，每一種工藝的目的都在于降低合成溫度、減小粒子尺寸、優化材料的磁性能。但是，由于M型鋇鐵氧體是一種高溫條件下(約1000°C )制得的陶瓷材料，不可避免地在煅燒過程中出現燒結情況，從而導致材料的磁性能下降，應用也受到一定的限制。 同時，高溫條件下得到的M型鋇鐵氧體趨向于形成二維六方片狀結構，很難對其形貌進行調控。目前，只有少數的研究得到了形貌和尺寸比較均一的M型鋇鐵氧體，如寧波大學的王軍利用水熱法合成了棒狀的M型鐵氧體，但高溫煅燒后也有不同程度的團聚(Che，S.； Wang, J. ；Chen, Q. W. J. Phys. =Condens. Matter 2003,15, L335.)；日本的 Rangappa D 在超臨界水的條件下合成了立方和八面體形狀的M型鐵氧體，但是材料的磁學性質卻急劇下降 (Rangappa,D. ；Naka, T. ；Ohara, S. ；Adschiri,T. Cryst. Growth Des. 2010，10，IL )。因此， 如何能夠在M型鋇鐵氧體的制備過程中調控其微觀形貌，使其具備良好的分散性能和磁性能，一直都是該領域中研究重點和難點。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了解決目前M型鋇鐵氧體制備過程中存在的產物形貌難于控制、粒子分散性不好、顆粒易燒結團聚及磁性能不理想問題，提供了一種高分散準球狀的M 型鋇鐵氧體的制備方法。本專利技術高分散準球狀的M型鋇鐵氧體的制備方法如下一、將金屬鹽溶于乙二醇中，配制前軀體溶液，前軀體溶液中狗3+濃度為0. 05mol/L 0. 3mol/L, 二價金屬離子和四價金屬離子總物質的量占前軀體溶液中金屬離子總物質的量的0 25%，并且二價金屬離子與四價金屬離子的物質的量相等；二、在室溫、攪拌條件下向前軀體溶液中加入無水醋酸鈉，至醋酸根離子的濃度為0. 15mol/L 0. 9mol/L，然后持續攪拌30 120分鐘，得混合物；三、將步驟二的混合物移入反應釜中，密封后在160°C 200°C的條件下靜置4 70小時，反應釜降至室溫后，經離心分離得到沉淀，按照先用蒸餾水再用乙醇的順序反復洗滌沉淀5 10次，烘干，得到鐵氧體微球；四、將鋇鹽或鋇鹽和稀土鹽的混合物溶于水至水中金屬離子總濃度為0. 117mol/L，然后加入無水乙醇，其中無水乙醇與水的體積比為0 4 1，振蕩均勻后加入鐵氧體微球，在超聲頻率為40kHz的條件下加入碳酸銨，得到醇水溶液，再將醇水溶液繼續在超聲頻率為40kHz的條件下超聲30 60分鐘后烘干，得粉末 ’五、 將步驟四的粉末經800°C 1IOO0C高溫煅燒Mi 12h，即得高分散準球狀的M型鋇鐵氧體， 所得M型鋇鐵氧體的分子式為Bai_x (M) x (AB) yFe12_2y019，式中M為LaJr或Gd，χ為0 0. 4， y為0 1. 5，A為&)、附或1%3為Ti、Sn或Ir ；步驟一中所述的金屬鹽為鐵鹽、二價鹽和四價鹽的混合物或鐵鹽，所述的鐵鹽為氯化鐵、硫酸鐵或硝酸鐵，二價鹽為硝酸鈷、氯化鈷、 硫酸鈷、硫酸鎳、氯化鎳、硝酸鎳、氯化鎂及硫酸鎂中的一種或者其中幾種的混合物，四價鹽為氯化錫、硫酸鋯、氧氯化鋯、硝酸氧鋯、鈦酸四丁酯、四異丙醇鈦及硫酸鈦中的一種或者其中幾種的混合物；步驟四中所述的鋇鹽是氯化鋇或硝酸鋇，所述的稀土鹽是硝酸鑭、硝酸鐠或硝酸釓；步驟四醇水溶液中金屬離子Ba2+物質的量含量為60% 100%，鐵氧體微球中金屬離子物質的量與醇水溶液中金屬離子物質的量比為10 12 1，醇水溶液中碳酸根物質的量與金屬離子物質的量比為1.5 2.0 1。本專利技術制備高分散準球狀M型鋇鐵氧體的方法，主要著眼于對前軀體材料的形貌控制，進而影響最終產物的形貌和性質。整個制備過程操作簡單，無需任何模板劑和特殊制備工藝，且原料安全易得、價格低廉，便于大規模生產。得到的M型鋇鐵氧體材料結晶度好、 純度高，具有很好的分散性，無明顯燒結現象，產物呈現出準球狀的微觀形貌，具備非常優異的磁性能。更為重要的是，可根據實際需要對這種高分散準球狀M型鋇鐵氧體材料進行化學組分調控，以進一步調節產物的磁性能。可以作為硬磁性材料，廣泛用于永磁體、微波器件、音響、冰箱、汽車等相關領域。附圖說明圖1是具體實施方式十三制備的高分散準球狀的M型鋇鐵氧體的XRD圖；圖2是具體實施方式十三制備的高分散準球狀的M型鋇鐵氧體低放大倍數的SEM圖；圖3是具體實施方式十三制備的高分散準球狀的M型鋇鐵氧體高放大倍數的SEM圖；圖4是具體實施方式十三制備的高分散準球狀的M型鋇鐵氧體的磁滯回線；圖5是具體實施方式十四制備的高分散準球狀的M型鋇鐵氧體Ba (CoTi) ο. 5Fe1L0019的XRD圖；圖6是具體實施方式十四制備的高分散準球狀的M型鋇鐵氧體Ba (CoTi) ο. 5Fe1L0019的SEM圖；圖7是具體實施方式十四制備的高分散準球狀的M型鋇鐵氧體Ba (CoTi) ο. 5Fe1L0019的磁滯回線；圖8是具體實施方式十五制備的高分散準球狀的M型鋇鐵氧體B^9LiiaiFei2O19的XRD圖；圖9是具體實施方式十五制備的高分散準球狀的M型鋇鐵氧體B^l9LiiaiFei2O19的SEM圖。具體實施例方式本專利技術技術方案不局限于以下所列舉具體實施方式，還包括各具體實施方式間的任意組合。具體實施方式一本實施方式中高分散準球狀的M型鋇鐵氧體的制備方法如下一、將金屬鹽溶于乙二醇中，配制前軀體溶液，前軀體溶液中狗3+濃度為0. 05mol/L 0. 3mol/L，二價金屬離子和四價金屬離子總物質的量占前軀體溶液中金屬離子總物質的量的0 25%，并且二價金屬離子與四價金屬離子的物質的量相等；二、在室溫、攪拌條件下向前軀體溶液中加入無水醋酸鈉，至醋酸根離子的濃度為0. 15mol/L 0. 9mol/L，然后持續攪拌30 120分鐘，得混合物；三、將步驟二的混合物移入反應釜中，密封后在160°C 200°C的條件下靜置4 70小時，反應釜降至室溫后，經離心分離得到沉淀，按照先用蒸餾水再用乙醇的順序反復洗滌沉淀5 10次，烘干，得到鐵氧體微球；四、將鋇鹽或鋇鹽和稀土鹽的混合物溶于水至水中金屬離子總濃度為0. 117mol/L，然后加入無水乙醇，其中無水乙醇與水的體積比為0 4 1，振蕩均勻后加入鐵氧體微球，在超聲頻率為40kHz的條件下加入碳酸銨，得到醇水溶液，再將醇水溶液繼續在超聲頻率為40kHz的條件下超聲30 60分鐘后烘干，得粉末；五、將步驟四的粉末經800°C 1100°C高溫煅燒Mi 12h，即得高分散準球本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．高分散準球狀的Ｍ型鋇鐵氧體的制備方法，其特征在于高分散準球狀的Ｍ型鋇鐵氧體的制備方法如下：一、將金屬鹽溶于乙二醇中，配制前軀體溶液，前軀體溶液中Ｆｅ３＋濃度為０．０５ｍｏｌ／Ｌ～０．３ｍｏｌ／Ｌ，二價金屬離子和四價金屬離子總物質的量占前軀體溶液中金屬離子總物質的量的０～２５％，并且二價金屬離子與四價金屬離子的物質的量相等；二、在室溫、攪拌條件下向前軀體溶液中加入無水醋酸鈉，至醋酸根離子的濃度為０．１５ｍｏｌ／Ｌ～０．９ｍｏｌ／Ｌ，然后持續攪拌３０～１２０分鐘，得混合物；三、將步驟二的混合物移入反應釜中，密封后在１６０℃～２００℃的條件下靜置４～７０小時，反應釜降至室溫后，經離心分離得到沉淀，按照先用蒸餾水再用乙醇的順序反復洗滌沉淀５～１０次，烘干，得到鐵氧體微球；四、將鋇鹽或鋇鹽和稀土鹽的混合物溶于水至水中金屬離子總濃度為０．１１７ｍｏｌ／Ｌ，然后加入無水乙醇，其中無水乙醇與水的體積比為０～４∶１，振蕩均勻后加入鐵氧體微球，在超聲頻率為４０ｋＨｚ的條件下加入碳酸銨，得到醇水溶液，再將醇水溶液繼續在超聲頻率為４０ｋＨｚ的條件下超聲３０～６０分鐘后烘干，得粉末；五、將步驟四的粉末經８００℃～１１００℃高溫煅燒６ｈ～１２ｈ，即得高分散準球狀的Ｍ型鋇鐵氧體，所得Ｍ型鋇鐵氧體的分子式為Ｂａ１－ｘ（Ｍ）ｘ（ＡＢ）ｙＦｅ１２－２ｙＯ１９，式中Ｍ為Ｌａ、Ｐｒ或Ｇｄ，ｘ為０～０．４，ｙ為０～１．５，Ａ為Ｃｏ、Ｎｉ或Ｍｇ，Ｂ為Ｔｉ、Ｓｎ或Ｚｒ；步驟一中所述的金屬鹽為鐵鹽、二價鹽和四價鹽的混合物或鐵鹽，所述的鐵鹽為氯化鐵、硫酸鐵或硝酸鐵，二價鹽為硝酸鈷、氯化鈷、硫酸鈷、硫酸鎳、氯化鎳、硝酸鎳、氯化鎂及硫酸鎂中的一種或者其中幾種的混合物，四價鹽為氯化錫、硫酸鋯、氧氯化鋯、硝酸氧鋯、鈦酸四丁酯、四異丙醇鈦及硫酸鈦中的一種或者其中幾種的混合物；步驟四中所述的鋇鹽是氯化鋇或硝酸鋇，所述的稀土鹽是硝酸鑭、硝酸鐠或硝酸釓；步驟四醇水溶液中金屬離子Ｂａ２＋物質的量含量為６０％～１００％，鐵氧體微球中金屬離子物質的量與醇水溶液中金屬離子物質的量比為１０～１２∶１，醇水溶液中碳酸根物質的量與金屬離子物質的量比為１．５～２．０∶１。...

【技術特征摘要】
1.高分散準球狀的M型鋇鐵氧體的制備方法，其特征在于高分散準球狀的M型鋇鐵氧體的制備方法如下一、將金屬鹽溶于乙二醇中，配制前軀體溶液，前軀體溶液中狗3+濃度為0. 05mol/L 0. 3mol/L，二價金屬離子和四價金屬離子總物質的量占前軀體溶液中金屬離子總物質的量的0 25%，并且二價金屬離子與四價金屬離子的物質的量相等；二、在室溫、攪拌條件下向前軀體溶液中加入無水醋酸鈉，至醋酸根離子的濃度為0. 15mol/L 0. 9mol/L，然后持續攪拌30 120分鐘，得混合物；三、將步驟二的混合物移入反應釜中， 密封后在160°C 200°C的條件下靜置4 70小時，反應釜降至室溫后，經離心分離得到沉淀，按照先用蒸餾水再用乙醇的順序反復洗滌沉淀5 10次，烘干，得到鐵氧體微球；四、 將鋇鹽或鋇鹽和稀土鹽的混合物溶于水至水中金屬離子總濃度為0. 117mol/L，然后加入無水乙醇，其中無水乙醇與水的體積比為0 4 1，振蕩均勻后加入鐵氧體微球，在超聲頻率為40kHz的條件下加入碳酸銨，得到醇水溶液，再將醇水溶液繼續在超聲頻率為40kHz的條件下超聲30 60分鐘后烘干，得粉末；五、將步驟四的粉末經800°C 1100°C高溫煅燒 6h 12h，即得高分散準球狀的M型鋇鐵氧體，所得M型鋇鐵氧體的分子式為Bai_x (M) x (AB) yFe12_2y019，式中 M 為 La、ft·或 Gd，χ 為 0 0. 4，y 為 0 1. 5，A 為 Co、Ni 或 Mg，B 為 Ti、Sn 或^ ；步驟一中所述的金屬鹽為鐵鹽、二價鹽和四價鹽的混合物或鐵鹽，所述的鐵鹽為氯化鐵、硫酸鐵或硝酸鐵，二價鹽為硝酸鈷、氯化鈷、硫酸鈷、硫酸鎳、氯化鎳、硝酸鎳、氯化鎂及硫酸鎂中的一種或者其中幾種的混合物，四價鹽為氯化錫、...

【專利技術屬性】
技術研發人員：杜耘辰，韓喜江，杜磊，李優，王靖宇，
申請(專利權)人：哈爾濱工業大學，
類型：發明
國別省市：93