專利名稱：高分散準(zhǔn)球狀的m型鋇鐵氧體的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋇鐵氧體的制備方法。
背景技術(shù)：
M型鋇鐵氧體由于具有較大的矯頑力、飽和磁化強(qiáng)度、單軸磁晶各向異性、優(yōu)良的旋磁特性、較高的居里溫度，以及穩(wěn)定的物理化學(xué)性質(zhì)等特點(diǎn)，多年來(lái)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(gè)領(lǐng)域。鋇鐵氧體的磁性能和它的微觀結(jié)構(gòu)有著緊密的聯(lián)系，傳統(tǒng)的陶瓷法得到的產(chǎn)品粒子尺寸過(guò)大、矯頑力偏小，很難滿足實(shí)際應(yīng)用需求。近年來(lái)，隨著納米技術(shù)的興起，大量的報(bào)道關(guān)注于納米級(jí)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(yōu)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(guò)程中出現(xiàn)燒結(jié)情況，從而導(dǎo)致材料的磁性能下降，應(yīng)用也受到一定的限制。 同時(shí)，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(jié)構(gòu)，很難對(duì)其形貌進(jìn)行調(diào)控。目前，只有少數(shù)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(xué)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(tuán)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(xué)性質(zhì)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(guò)程中調(diào)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(lǐng)域中研究重點(diǎn)和難點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決目前M型鋇鐵氧體制備過(guò)程中存在的產(chǎn)物形貌難于控制、粒子分散性不好、顆粒易燒結(jié)團(tuán)聚及磁性能不理想問(wèn)題，提供了一種高分散準(zhǔn)球狀的M 型鋇鐵氧體的制備方法。本發(fā)明高分散準(zhǔn)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(jià)金屬離子和四價(jià)金屬離子總物質(zhì)的量占前軀體溶液中金屬離子總物質(zhì)的量的0 25%，并且二價(jià)金屬離子與四價(jià)金屬離子的物質(zhì)的量相等；二、在室溫、攪拌條件下向前軀體溶液中加入無(wú)水醋酸鈉，至醋酸根離子的濃度為0. 15mol/L 0. 9mol/L，然后持續(xù)攪拌30 120分鐘，得混合物；三、將步驟二的混合物移入反應(yīng)釜中，密封后在160°C 200°C的條件下靜置4 70小時(shí)，反應(yīng)釜降至室溫后，經(jīng)離心分離得到沉淀，按照先用蒸餾水再用乙醇的順序反復(fù)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(wú)水乙醇，其中無(wú)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(xù)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(jīng)800°C 1IOO0C高溫煅燒Mi 12h，即得高分散準(zhǔn)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L(zhǎng)aJr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(jià)鹽和四價(jià)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(jià)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(jià)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(zhì)的量含量為60% 100%，鐵氧體微球中金屬離子物質(zhì)的量與醇水溶液中金屬離子物質(zhì)的量比為10 12 1，醇水溶液中碳酸根物質(zhì)的量與金屬離子物質(zhì)的量比為1.5 2.0 1。本發(fā)明制備高分散準(zhǔn)球狀M型鋇鐵氧體的方法，主要著眼于對(duì)前軀體材料的形貌控制，進(jìn)而影響最終產(chǎn)物的形貌和性質(zhì)。整個(gè)制備過(guò)程操作簡(jiǎn)單，無(wú)需任何模板劑和特殊制備工藝，且原料安全易得、價(jià)格低廉，便于大規(guī)模生產(chǎn)。得到的M型鋇鐵氧體材料結(jié)晶度好、 純度高，具有很好的分散性，無(wú)明顯燒結(jié)現(xiàn)象，產(chǎn)物呈現(xiàn)出準(zhǔn)球狀的微觀形貌，具備非常優(yōu)異的磁性能。更為重要的是，可根據(jù)實(shí)際需要對(duì)這種高分散準(zhǔn)球狀M型鋇鐵氧體材料進(jìn)行化學(xué)組分調(diào)控，以進(jìn)一步調(diào)節(jié)產(chǎn)物的磁性能?？梢宰鳛橛泊判圆牧?，廣泛用于永磁體、微波器件、音響、冰箱、汽車等相關(guān)領(lǐng)域。


圖1是具體實(shí)施方式
十三制備的高分散準(zhǔn)球狀的M型鋇鐵氧體的XRD圖；圖2是具體實(shí)施方式
十三制備的高分散準(zhǔn)球狀的M型鋇鐵氧體低放大倍數(shù)的SEM圖；圖3是具體實(shí)施方式
十三制備的高分散準(zhǔn)球狀的M型鋇鐵氧體高放大倍數(shù)的SEM圖；圖4是具體實(shí)施方式
十三制備的高分散準(zhǔn)球狀的M型鋇鐵氧體的磁滯回線；圖5是具體實(shí)施方式
十四制備的高分散準(zhǔn)球狀的M型鋇鐵氧體Ba (CoTi) ο. 5Fe1L0019的XRD圖；圖6是具體實(shí)施方式
十四制備的高分散準(zhǔn)球狀的M型鋇鐵氧體Ba (CoTi) ο. 5Fe1L0019的SEM圖；圖7是具體實(shí)施方式
十四制備的高分散準(zhǔn)球狀的M型鋇鐵氧體Ba (CoTi) ο. 5Fe1L0019的磁滯回線；圖8是具體實(shí)施方式
十五制備的高分散準(zhǔn)球狀的M型鋇鐵氧體B^9LiiaiFei2O19的XRD圖；圖9是具體實(shí)施方式
十五制備的高分散準(zhǔn)球狀的M型鋇鐵氧體B^l9LiiaiFei2O19的SEM圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實(shí)施方式
，還包括各具體實(shí)施方式
間的任意組合。
具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式中高分散準(zhǔn)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(jià)金屬離子和四價(jià)金屬離子總物質(zhì)的量占前軀體溶液中金屬離子總物質(zhì)的量的0 25%，并且二價(jià)金屬離子與四價(jià)金屬離子的物質(zhì)的量相等；二、在室溫、攪拌條件下向前軀體溶液中加入無(wú)水醋酸鈉，至醋酸根離子的濃度為0. 15mol/L 0. 9mol/L，然后持續(xù)攪拌30 120分鐘，得混合物；三、將步驟二的混合物移入反應(yīng)釜中，密封后在160°C 200°C的條件下靜置4 70小時(shí)，反應(yīng)釜降至室溫后，經(jīng)離心分離得到沉淀，按照先用蒸餾水再用乙醇的順序反復(fù)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(wú)水乙醇，其中無(wú)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(xù)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(jīng)800°C 1100°C高溫煅燒Mi 12h，即得高分散準(zhǔn)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、Pr 或 Gd，χ 為 0 0. 4，y 為 0 1. 5，A 為 Co、Ni 或 Mg，B 為 Ti、Sn 或 rLr ；步驟一中所述的金屬鹽為鐵鹽、二價(jià)鹽和四價(jià)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(jià)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(jià)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(zhì)的量含量為60% 100%，鐵氧體微球中金屬離子物質(zhì)的量與醇水溶液中金屬離子物質(zhì)的量比為 10 12 1，醇水溶液中碳酸根物質(zhì)的量與金屬離子物質(zhì)的量比為1.5 2.0 1。本實(shí)施方式步驟一中所述的鐵鹽為為鐵鹽、二價(jià)鹽和四價(jià)鹽的混合物時(shí)，各成分間為任意比；本實(shí)施方式步驟一中二價(jià)鹽為混合物時(shí)，成分間為任意比；本實(shí)施方式步驟一中四價(jià)鹽為混合物時(shí)，成分間為任意比。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟一前軀體溶液中狗3+濃度為0. lmol/L 0. 25mol/L。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一或二不同的是步驟一前軀體溶液中狗3+濃度為0. 15mol/L。其它與具體實(shí)施方式
一或二相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至三之一不同的是步驟一中二價(jià)金屬離子和四價(jià)金屬離子總物質(zhì)的量占前軀體溶液中金屬離子總物質(zhì)的量的15%。其它與具體實(shí)施方式
一至三之一相同。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至四之一不同的是步驟二中所述醋酸根離子的濃度為0. 4mol/L。其它與具體實(shí)施方式
一至四之一相同。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至五之一不同的是步驟三中在 180°C的條件下靜置。其它與具體實(shí)施方式
一至五之一相同。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至六之一不同的是步驟四中無(wú)水乙醇與水的體積比為2 1。其它與具體實(shí)施方式
一至六之一相同。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至七之一不同的是步驟四醇水溶液中金屬離子Ba2+物質(zhì)的量含量為80%。其它與具體實(shí)施方式
一至七之一相同。
具體實(shí)施方式
九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至八之一不同的是步驟四醇水溶液中碳酸根物質(zhì)的量與金屬離子物質(zhì)的量比為1.8 1。其它與具體實(shí)施方式
一至八之一相同。
具體實(shí)施方式
十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至九之一不同的是步驟五中將粉末經(jīng)900°C高溫煅燒。其它與具體實(shí)施方式
一至九之一相同。
具體實(shí)施方式
十一本實(shí)施方式中高分散準(zhǔn)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 ；
二、在室溫、攪拌條件下向前軀體溶液中加入無(wú)水醋酸鈉，至醋酸根離子的濃度為0.15mol/ L，然后持續(xù)攪拌30分鐘，得混合物；三、將步驟二的混合物移入反應(yīng)釜中，密封后在160°C 的條件下靜置4小時(shí)，反應(yīng)釜降至室溫后，經(jīng)離心分離得到沉淀，按照先用蒸餾水再用乙醇的順序反復(fù)洗滌沉淀5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，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(xù)在超聲頻率為40kHz的條件下超聲30分鐘后烘干，得粉末；五、將步驟四的粉末經(jīng)800°C高溫煅燒6h，即得高分散準(zhǔn)球狀的M型鋇鐵氧體，所得M型鋇鐵氧體的分子式為一_!^)!￡郵)抑12_2凡9，式中1為1^、1^或 Gd，χ為0，y為0，A為Co、Ni或Mg，B為Ti、Sn或rLx ；步驟一中所述的金屬鹽為鐵鹽、二價(jià)鹽和四價(jià)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(jià)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(jià)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(zhì)的量含量為60%，鐵氧體微球中金屬離子物質(zhì)的量與醇水溶液中金屬離子物質(zhì)的量比為10 1，醇水溶液中碳酸根物質(zhì)的量與金屬離子物質(zhì)的量比為1.5 1。本實(shí)施方式步驟一中所述的鐵鹽為為鐵鹽、二價(jià)鹽和四價(jià)鹽的混合物時(shí)，各成分間為任意比；本實(shí)施方式步驟一中二價(jià)鹽為混合物時(shí)，成分間為任意比；本實(shí)施方式步驟一中四價(jià)鹽為混合物時(shí)，成分間為任意比。
具體實(shí)施方式
十二本實(shí)施方式中高分散準(zhǔn)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. 3mol/L，二價(jià)金屬離子和四價(jià)金屬離子總物質(zhì)的量占前軀體溶液中金屬離子總物質(zhì)的量的25%，并且二價(jià)金屬離子與四價(jià)金屬離子的物質(zhì)的量相等；二、在室溫、攪拌條件下向前軀體溶液中加入無(wú)水醋酸鈉，至醋酸根離子的濃度為0. 9mol/L，然后持續(xù)攪拌120分鐘，得混合物；
三、將步驟二的混合物移入反應(yīng)釜中，密封后在200°C的條件下靜置70小時(shí)，反應(yīng)釜降至室溫后，經(jīng)離心分離得到沉淀，按照先用蒸餾水再用乙醇的順序反復(fù)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(wú)水乙醇，其中無(wú)水乙醇與水的體積比為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(xù)在超聲頻率為40kHz的條件下超聲60分鐘后烘干，得粉末；五、將步驟四的粉末經(jīng)100°C高溫煅燒12h，即得高分散準(zhǔn)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. 4，y 為 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(jià)鹽和四價(jià)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(jià)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(jià)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(zhì)的量含量為100%，鐵氧體微球中金屬離子物質(zhì)的量與醇水溶液中金屬離子物質(zhì)的量比為12 1，醇水溶液中碳酸根物質(zhì)的量與金屬離子物質(zhì)的量比為2.0 1。本實(shí)施方式步驟一中所述的鐵鹽為為鐵鹽、二價(jià)鹽和四價(jià)鹽的混合物時(shí)，各成分間為任意比；本實(shí)施方式步驟一中二價(jià)鹽為混合物時(shí)，成分間為任意比；本實(shí)施方式步驟一中四價(jià)鹽為混合物時(shí)，成分間為任意比。
具體實(shí)施方式
十三本實(shí)施方式中高分散準(zhǔn)球狀的M型鋇鐵氧體的制備方法如下一、將鐵鹽溶于乙二醇中，配制前軀體溶液，前軀體溶液中1 3+濃度為0. lmol/L ；二、 在室溫、攪拌條件下向前軀體溶液中加入無(wú)水醋酸鈉，至醋酸根離子的濃度為0. 6mol/L, 然后持續(xù)攪拌60分鐘，得混合物；三、將步驟二的混合物移入反應(yīng)釜中，密封后在200°C的條件下靜置10小時(shí)，反應(yīng)釜降至室溫后，經(jīng)離心分離得到沉淀，按照先用蒸餾水再用乙醇的順序反復(fù)洗滌沉淀5次，烘干，得到鐵氧體微球；四、將鋇鹽溶于5mL水至水中Ba2+濃度為0. 117mol/L，然后加入IOmL無(wú)水乙醇，振蕩均勻后加入0. 5g鐵氧體微球，在超聲頻率為 40kHz的條件下加入0. Ig碳酸銨，得到醇水溶液，再將醇水溶液繼續(xù)在超聲頻率為40kHz的條件下超聲40分鐘后烘干，得粉末；五、將步驟四的粉末經(jīng)950°C高溫煅燒6h，即得高分散準(zhǔn)球狀的M型鋇鐵氧體；步驟一中所述的鐵鹽為氯化鐵；步驟四中所述的鋇鹽是氯化鋇。本實(shí)施方式得到的產(chǎn)品具有高純的M型鋇鐵氧體晶相(如圖1)，同時(shí)在很大尺度范圍內(nèi)都沒(méi)有觀測(cè)到產(chǎn)物粒子的燒結(jié)現(xiàn)象(如圖2)，說(shuō)明產(chǎn)物具有非常好的分散性。同時(shí)， 放大的SEM圖片(如圖3)可以發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)物的微觀形貌成準(zhǔn)球狀，突破了以往二維六方片狀結(jié)構(gòu)，說(shuō)明前驅(qū)體材料對(duì)于最終的產(chǎn)物有明顯的導(dǎo)向作用。正是由于產(chǎn)物的良好分散性能， 使其具備了良好的磁性能(如圖4)，其飽和磁化強(qiáng)度和矯頑力分別達(dá)到了 68. 2emu/g和 53420e，大的矯頑力進(jìn)一步印證了產(chǎn)物的高度分散性。另外，由圖4可知，其剩于磁化強(qiáng)度與飽和磁化強(qiáng)度之比為0. 51，說(shuō)明本實(shí)施方式制備的高分散準(zhǔn)球狀的M型鋇鐵氧體是由單磁疇的粒子構(gòu)成的。
具體實(shí)施方式
十四本實(shí)施方式中高分散準(zhǔn)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. 075mol/L, 二價(jià)金屬離子和四價(jià)金屬離子總物質(zhì)的量占前軀體溶液中金屬離子總物質(zhì)的量的25%， 并且二價(jià)金屬離子與四價(jià)金屬離子的物質(zhì)的量相等；二、在室溫、攪拌條件下向前軀體溶液中加入無(wú)水醋酸鈉，至醋酸根離子的濃度為0. 6mol/L,然后持續(xù)攪拌60分鐘，得混合物； 三、將步驟二的混合物移入反應(yīng)釜中，密封后在200°C的條件下靜置10小時(shí)，反應(yīng)釜降至室溫后，經(jīng)離心分離得到沉淀，按照先用蒸餾水再用乙醇的順序反復(fù)洗滌沉淀5次，烘干， 得到鐵氧體微球；四、將鋇鹽溶于5mL水至水中Ba2+濃度為0. 117mol/L，然后加入IOmL 無(wú)水乙醇，振蕩均勻后加入0. 5g鐵氧體微球，在超聲頻率為40kHz的條件下加入0. Ig碳酸銨，得到醇水溶液，再將醇水溶液繼續(xù)在超聲頻率為40kHz的條件下超聲40分鐘后烘干，得粉末；五、將步驟四的粉末經(jīng)950°C高溫煅燒6h，即得高分散準(zhǔn)球狀的M型鋇鐵氧體 Ba(C0Ti)a5I^uO19;步驟一中所述的金屬鹽為鐵鹽、二價(jià)鹽和四價(jià)鹽的混合物或鐵鹽，所述的鐵鹽為硫酸鐵，二價(jià)鹽為硝酸鈷，四價(jià)鹽為硫酸鈦；步驟四中所述的鋇鹽是硝酸鋇。由圖5可知本具體實(shí)施方式
所制備的Ba(C0Ti)aPe1UO19雜原子的引入沒(méi)有改變晶相結(jié)構(gòu)，產(chǎn)物Ba(CoTi)a5Fe11.^19依然具備了高純的M型鋇鐵氧體晶相，產(chǎn)物具備了極高的純度，沒(méi)有氧化鈷和氧化鈦的特征譜峰被觀測(cè)到。同時(shí)，產(chǎn)物的微觀形貌也未發(fā)生改變 (如圖6)，仍由準(zhǔn)球狀的納米粒子構(gòu)成，說(shuō)明本實(shí)施的方法具備一定的普適性。而產(chǎn)物的飽和磁化強(qiáng)度和矯頑力明顯比具體實(shí)施方式
十三中得到的產(chǎn)物小(如圖7)，說(shuō)明Co和Ti粒子已經(jīng)進(jìn)入到M型鋇鐵氧體的晶格之中。而以上幾種表征的綜合結(jié)果可以表明本實(shí)施方式中所涉及的制備方法具有極強(qiáng)的普適性，能夠用來(lái)制備不同化學(xué)組成的高分散準(zhǔn)球狀M型鋇鐵氧體材料。
具體實(shí)施方式
十五本實(shí)施方式中高分散準(zhǔn)球狀的M型鋇鐵氧體的制備方法如下一、將鐵鹽溶于乙二醇中，配制前軀體溶液，前軀體溶液中1 3+濃度為0. lmol/L ；二、在室溫、攪拌條件下向前軀體溶液中加入無(wú)水醋酸鈉，至醋酸根離子的濃度為0. 6mol/L，然后持續(xù)攪拌120分鐘，得混合物；三、將步驟二的混合物移入反應(yīng)釜中，密封后在200°C的條件下靜置10小時(shí)，反應(yīng)釜降至室溫后，經(jīng)離心分離得到沉淀，按照先用蒸餾水再用乙醇的順序反復(fù)洗滌沉淀10次，烘干，得到鐵氧體微球；四、將鋇鹽和稀土鹽的混合物溶于5mL水至水中金屬離子總濃度為0. 117mol/L，然后加入IOmL無(wú)水乙醇，振蕩均勻后加入0. 5g鐵氧體微球，在超聲頻率為40kHz的條件下加入0. Ig碳酸銨，得到醇水溶液，再將醇水溶液繼續(xù)在超聲頻率為40kHz的條件下超聲60分鐘后烘干，得粉末；五、將步驟四的粉末經(jīng)950°C高溫煅燒10h，即得高分散準(zhǔn)球狀的M型鋇鐵氧體B^9IAllFei2O19 ；步驟一中所述的鐵鹽為硝酸鐵；步驟四中所述的鋇鹽是硝酸鋇，所述的稀土鹽是硝酸鑭；步驟四醇水溶液中金屬離子 Ba2+物質(zhì)的量含量為60%。由圖8可知本實(shí)施方式所制備的B^19Iai. !Fe12O19擁有極純的M型鋇鐵氧體晶相和準(zhǔn)球狀的微觀形貌(如圖9)，進(jìn)一步證明了本實(shí)施方式的方法適用于不同離子取代方式高分散準(zhǔn)球狀的M型鋇鐵氧體材料。
權(quán)利要求
1.高分散準(zhǔn)球狀的M型鋇鐵氧體的制備方法，其特征在于高分散準(zhǔn)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(jià)金屬離子和四價(jià)金屬離子總物質(zhì)的量占前軀體溶液中金屬離子總物質(zhì)的量的0 25%，并且二價(jià)金屬離子與四價(jià)金屬離子的物質(zhì)的量相等；二、在室溫、攪拌條件下向前軀體溶液中加入無(wú)水醋酸鈉，至醋酸根離子的濃度為0. 15mol/L 0. 9mol/L，然后持續(xù)攪拌30 120分鐘，得混合物；三、將步驟二的混合物移入反應(yīng)釜中， 密封后在160°C 200°C的條件下靜置4 70小時(shí)，反應(yīng)釜降至室溫后，經(jīng)離心分離得到沉淀，按照先用蒸餾水再用乙醇的順序反復(fù)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(wú)水乙醇，其中無(wú)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(xù)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(jīng)800°C 1100°C高溫煅燒 6h 12h，即得高分散準(zhǔn)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(jià)鹽和四價(jià)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(jià)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(jià)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(zhì)的量含量為60% 100%，鐵氧體微球中金屬離子物質(zhì)的量與醇水溶液中金屬離子物質(zhì)的量比為10 12 1，醇水溶液中碳酸根物質(zhì)的量與金屬離子物質(zhì)的量比為1.5 2.0 1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述高分散準(zhǔn)球狀的M型鋇鐵氧體的制備方法，其特征在于步驟一前軀體溶液中1 3+濃度為0. lmol/L 0. 25mol/L。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述高分散準(zhǔn)球狀的M型鋇鐵氧體的制備方法，其特征在于步驟一前軀體溶液中狗3+濃度為0. 15mol/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述高分散準(zhǔn)球狀的M型鋇鐵氧體的制備方法，其特征在于步驟一中二價(jià)金屬離子和四價(jià)金屬離子總物質(zhì)的量占前軀體溶液中金屬離子總物質(zhì)的量的 15%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述高分散準(zhǔn)球狀的M型鋇鐵氧體的制備方法，其特征在于步驟二中所述醋酸根離子的濃度為0. 4mol/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述高分散準(zhǔn)球狀的M型鋇鐵氧體的制備方法，其特征在于步驟三中在180°C的條件下靜置。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述高分散準(zhǔn)球狀的M型鋇鐵氧體的制備方法，其特征在于步驟四中無(wú)水乙醇與水的體積比為2 1。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述高分散準(zhǔn)球狀的M型鋇鐵氧體的制備方法，其特征在于步驟四醇水溶液中金屬離子Ba2+物質(zhì)的量含量為80%。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述高分散準(zhǔn)球狀的M型鋇鐵氧體的制備方法，其特征在于步驟四醇水溶液中碳酸根物質(zhì)的量與金屬離子物質(zhì)的量比為1.8 1。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述高分散準(zhǔn)球狀的M型鋇鐵氧體的制備方法，其特征在于步驟五中將粉末經(jīng)900°C高溫煅燒。
全文摘要
高分散準(zhǔn)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(fā)明解決了目前M型鋇鐵氧體制備過(guò)程中存在的產(chǎn)物形貌難于控制、粒子分散性不好、顆粒易燒結(jié)團(tuán)聚及磁性能不理想問(wèn)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(zhǔn)球狀的M型鋇鐵氧體。本發(fā)明制備過(guò)程操作簡(jiǎn)單，無(wú)需任何模板劑和特殊制備工藝，且原料安全易得、價(jià)格低廉，便于大規(guī)模生產(chǎn)。得到的M型鋇鐵氧體材料結(jié)晶度好、純度高，具有很好的分散性，無(wú)明顯燒結(jié)現(xiàn)象，產(chǎn)物呈現(xiàn)出準(zhǔn)球狀的微觀形貌，具備非常優(yōu)異的磁性能。
文檔編號(hào)C04B35/622GK102260071SQ20111013395
公開(kāi)日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2011年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月23日
發(fā)明者李優(yōu), 杜磊, 杜耘辰, 王靖宇, 韓喜江 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)