本發(fā)明涉及軟磁用四氧化三錳材料，具體為一種微納四氧化三錳材料的制備方法。

背景技術(shù)：

1、四氧化三錳(簡(jiǎn)稱四氧化三錳或mn3o4)是電子工業(yè)生產(chǎn)錳鋅鐵氧體軟磁材料的重要原料。它與鐵、鋅的氧化物一起按一定的配比混合后，制模燒結(jié)成型，制成高性能的導(dǎo)磁材料—軟磁鐵氧體。我國(guó)最早采用碳酸錳為原料生產(chǎn)軟磁鐵氧體，但由于此工藝所生產(chǎn)的四氧化三錳產(chǎn)品容易產(chǎn)生細(xì)微裂紋，故當(dāng)下四氧化三錳材料的生產(chǎn)廠家多采用錳鹽沉淀氧化法和金屬錳懸浮液氧化法，例如cn1252385a、cn1252386a、cn103058280a等專利中公開的方法。

2、中國(guó)作為全球最大的四氧化三錳生產(chǎn)地和供應(yīng)地，年產(chǎn)四氧化三錳約11萬(wàn)噸。隨著電動(dòng)化和電氣化的推進(jìn)，軟磁鐵氧體的市場(chǎng)需求在未來(lái)將進(jìn)一步擴(kuò)大。但在高端軟磁材料領(lǐng)域仍然是以日本東曹株式會(huì)社為先。經(jīng)過(guò)對(duì)比，國(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)品的一次顆粒大小約為200-500nm，而東曹株式會(huì)社的四氧化三錳產(chǎn)品的一次顆粒為50-150nm，我們認(rèn)為這是雙方在材料的易磨性及分散性等性能差距的根本原因。

3、目前，微納材料的液相制備方法主要有水熱法、溶膠凝膠法等，但此類方法受限于制造成本，難以進(jìn)行工業(yè)化的大規(guī)模生產(chǎn)。公告號(hào)cn113603145a，名稱為一種硫酸錳溶液制備微納米四氧化三錳的方法的發(fā)明專利申請(qǐng)中，公開了采用沉淀氧化法制備微納米四氧化三錳，雖然該方法利于規(guī)?；a(chǎn)，但是其只能得到d50＜2μm的產(chǎn)物，從其說(shuō)明書附圖3、5、7可以看出，最小尺寸也在200nm以上。綜上，亟需一種微納四氧化三錳材料的制備方法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種微納四氧化三錳材料的制備方法，以解決現(xiàn)有適合規(guī)模化生產(chǎn)四氧化三錳材料的方法不能把產(chǎn)物粒徑控制在較低水平的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種微納四氧化三錳材料的制備方法，包括以下具體步驟：

3、s1將反應(yīng)容器置于水浴鍋中，向反應(yīng)容器中加入定量的底水，并同步加入一定量的銨鹽、表面活性劑及自模板劑，開啟攪拌并保持一定的轉(zhuǎn)速，待底水溫度達(dá)到設(shè)定值；

4、s2溫度達(dá)到設(shè)定值后，將一定量的、一定濃度的錳鹽溶液，通過(guò)蠕動(dòng)泵保持一定的加料速度泵入反應(yīng)容器中，并同時(shí)通過(guò)另一臺(tái)蠕動(dòng)泵泵入一定濃度的氫氧化鈉溶液，錳鹽加料過(guò)程中維持反應(yīng)體系ph值一直處于7-11；

5、s3錳鹽加料過(guò)程完成后，繼續(xù)泵入堿溶液，將反應(yīng)體系維持在ph值6-12下進(jìn)行陳化；

6、s4將陳化所得物料過(guò)濾，并使用去離子水洗滌若干次，最后過(guò)濾烘干制得一次顆粒介于50-150nm的微納四氧化三錳材料。

7、優(yōu)選的，步驟s1中，有機(jī)銨鹽為硫酸銨或/和氯化銨，表面活性劑為硬脂酸、二辛基琥珀酸磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉中的一種或幾種，自模板劑為十六烷基三甲基溴化銨、陽(yáng)極氧化鋁、聚苯乙烯中的一種或幾種；步驟s2中，錳鹽采用電池級(jí)高純硫酸錳或/和氯化錳。

8、優(yōu)選的，錳鹽溶液的濃度為0.2m-2m，總加入量為300-1000ml，底水為100-500ml去離子水，有機(jī)銨鹽為1-50g，表面活性劑為0.1-10g，自模板劑為0.01-2g。

9、優(yōu)選的，步驟s1中，攪拌的轉(zhuǎn)速為300-700rpm，底水溫度的設(shè)定值為40-80℃。

10、優(yōu)選的，步驟s2中，錳鹽溶液的加料速度為1-10ml/min，采用的氫氧化鈉溶液濃度為1m-5m。

11、優(yōu)選的，步驟s3中，陳化時(shí)間為0.5h-15h。

12、優(yōu)選的，步驟s4中，烘干溫度為60-180℃，時(shí)間為2h-24h。

13、優(yōu)選的，步驟s4中，洗滌次數(shù)為1-5次，去離子水用量為1l-3l。

14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

15、1、該微納四氧化三錳材料的制備方法，采用的制備工藝為液相沉淀氧化法，方法簡(jiǎn)單易操作，易于工業(yè)化生產(chǎn)。

16、2、該微納四氧化三錳材料的制備方法，在保持反應(yīng)體系在較高ph值的條件下制備四氧化三錳材料，制得的材料一次顆粒粒徑介于50-150nm之間，材料的易磨性及分散性等性能在現(xiàn)有基礎(chǔ)上大大提高，同時(shí)還有利于克服錳鹽法制備四氧化三錳材料所面臨的雜質(zhì)含量高的根本性問(wèn)題。

技術(shù)特征：

1.一種微納四氧化三錳材料的制備方法，其特征在于，包括以下具體步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微納四氧化三錳材料的制備方法，其特征在于：所述步驟s1中，有機(jī)銨鹽為硫酸銨或/和氯化銨，表面活性劑為硬脂酸、二辛基琥珀酸磺酸鈉、十二烷基苯磺酸鈉中的一種或幾種，自模板劑為十六烷基三甲基溴化銨、陽(yáng)極氧化鋁、聚苯乙烯中的一種或幾種；步驟s2中，錳鹽采用電池級(jí)高純硫酸錳或/和氯化錳。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種微納四氧化三錳材料的制備方法，其特征在于：所述錳鹽溶液的濃度為0.2m-2m，總加入量為300-1000ml，底水為100-500ml去離子水，有機(jī)銨鹽為1-50g，表面活性劑為0.1-10g，自模板劑為0.01-2g。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微納四氧化三錳材料的制備方法，其特征在于：所述步驟s1中，攪拌的轉(zhuǎn)速為300-700rpm，底水溫度的設(shè)定值為40-80℃。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微納四氧化三錳材料的制備方法，其特征在于：所述步驟s2中，錳鹽溶液的加料速度為1-10ml/min，采用的氫氧化鈉溶液濃度為1m-5m。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微納四氧化三錳材料的制備方法，其特征在于：所述步驟s3中，陳化時(shí)間為0.5h-15h。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微納四氧化三錳材料的制備方法，其特征在于：所述步驟s4中，烘干溫度為60-180℃，時(shí)間為2h-24h。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種微納四氧化三錳材料的制備方法，其特征在于：所述步驟s4中，洗滌次數(shù)為1-5次，去離子水用量為1l-3l。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種微納四氧化三錳材料的制備方法，涉及軟磁用四氧化三錳材料技術(shù)領(lǐng)域；本發(fā)明包括將反應(yīng)容器置于水浴鍋中，加入底水并同步加入銨鹽、表面活性劑及自模板劑，保持一定的轉(zhuǎn)速攪拌，待底水溫度達(dá)到設(shè)定值后，通過(guò)蠕動(dòng)泵保持一定的加料速度將錳鹽溶液泵入，并同時(shí)通過(guò)另一臺(tái)蠕動(dòng)泵泵入氫氧化鈉溶液，錳鹽加料過(guò)程中維持反應(yīng)體系pH值一直處于7?11；錳鹽加料完成后，繼續(xù)泵入堿溶液，將反應(yīng)體系維持在pH值6?12陳化；將陳化所得物料過(guò)濾，并使用去離子水洗滌若干次，最后過(guò)濾烘干制得微納四氧化三錳材料；本發(fā)明采用液相沉淀氧化法，簡(jiǎn)單易操作，易于工業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)物一次顆粒粒徑50?150nm，材料的易磨性及分散性等性能在現(xiàn)有基礎(chǔ)上大大提高。

技術(shù)研發(fā)人員：李增輝,王以存,王志鵬,黃宣寧,曹夢(mèng)薇,周晨,晉東旭
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中鋼天源股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/11/14