专利名称：一种高矫顽力m型锶铁氧体的制备方法
一种高矫顽力M型锶铁氧体的制备方法技术领域
本发明属于磁性材料的领域。涉及一种高矫顽力M型锶铁氧体的甘氨酸一硝酸盐 制备方法，以分析纯的硝酸锶、硝酸铁、硝酸铝为原料和甘氨酸为燃料，通过自蔓延反应和 高温烧结技术合成。技术背景
六方结构的M型锶铁氧体(Srf^e12O19)是一种永磁铁氧体，具有性能稳定和抗氧化 性强等优点，因此，一直在高密度磁性材料，电磁干涉，磁流体，微波器件等领域被广泛的应 用。由于制备M型锶铁氧体的资源丰富，制备成本低，制备技术成熟、简单，因此，开展M型 锶铁氧体的制备和性能的研究工作，具有重要的使用价值和经济价值。近年来，M型锶铁氧 体材料的制备和磁性能的研究工作虽然取得一些进展，但由于其矫顽力远低于目前被广泛 应用的永磁材料钕铁硼，严重影响了它在磁性功能器件中的应用，成为阻碍其应用和发展 的重要问题。
近年来，有许多文章报道，通过化学合成方法可以使Srf^e12O19的矫顽力可以 达 到 6446. 9G(Xiaofeng Yang，et al，Journal of Alloys and Compounds，4752009， 312-315)；也有其它的科研小组通过La3+离子替代Srfe12O19中的狗3+离子，可以使得矫顽 力达至Ij 7000G(T. Τ· V. Nga，et al, Journal of Alloys andCompounds，475，2009，55-59)； 另外，也有其他研究人员通过调节溶胶凝胶溶液的酸碱性和替代掺杂的方法，可以使 SrFe12O19的矫顽力达到5500-6500G(祁米香等，中华人民共和国国家知识产权局，申请号 200810231633.8 ；公开号CN 101372417)。尽管人们一直试图利用各种方法和技术提高锶 铁氧体的矫顽力，并取得进展，但仍远小于钕铁硼材料矫顽力的大小(15000G)，难以同钕铁 硼材料竞争，阻碍了其被广泛的应用和发展。发明内容
本发明的目的在于采用Al3+作为替代掺杂的方法，利用甘氨酸一硝酸盐法制备M 型SrAlxFe12^xO19(0 < χ ^ 3)，解决SrFe12O19材料矫顽力小的问题。
本发明其特征在于以分析纯的硝酸锶、硝酸铝、硝酸铁为原料和甘氨酸为燃料，以 甘氨酸-硝酸盐法的自蔓延反应为反应手段，制备出SrAlxFe12_x019的前驱体粉末，然后将前 驱体粉末压片在空气气氛，800 1100°C下烧结2小时，即可获得高矫顽力SrAl/e12_x019M 料。
本发明的实施过程如下
—种高矫顽力M型锶铁氧体的制备方法，以分析纯的硝酸锶、硝酸铁和硝酸铝为 原料，以甘氨酸为燃料，用量按摩尔比硝酸锶硝酸铁硝酸铝=9 108-9x 9x，其中 0<x^ 3，按摩尔比硝酸锶甘氨酸=1 21 64 ；制备过程是，用蒸馏水溶解原料和燃 料，搅拌2 3小时，然后加热溶液使水完全挥发，通过甘氨酸的自蔓延燃烧，使硝酸盐和甘 氨酸之间发生反应，生成SrAlxFe12_x019的前驱体粉末；再把前躯体粉末在2MPa压力下压制3成片，在空气气氛、800 1100°C下烧结2小时，生成SrAlfeihOid^ik
将生成的前驱体粉末在空气气氛、300°C下退火2小时，再压制成片。退火的效果 是让没有完全燃烧掉的甘氨酸和一些有机物挥发出去。
优选的原料和燃料配比是按摩尔比硝酸锶甘氨酸=1 32，这时所得到的样品 的矫顽力更高。
本发明的主要反应过程式为
9Sr (NO3) 2+ (108_9x) Fe (NO3) 3 · 9H20+9xA1 (NO3) 3 · 9H20+190C2H5N02 — 9SrAlxFe12_x O190
本发明所制备的SrAlxFe12_x019材料具备如下优点
(1)制备SrAlxFe12_x019所需的原料硝酸锶、硝酸铁、硝酸铝和燃料甘氨酸都是分析 纯，而且价格低廉。
(2)制备的工艺比较简单，能源消耗比较低。
(3)整个制备过程所需的时间比较短。
(4)制备出的SrAlxFe12_x019的矫顽力很高，可以达到15000G以上。
图1是本发明的工艺流程图。
图2是本发明实施例2制得的SrAl2FeltlO19前驱体粉末的X光衍射图
图3是本发明实施例2制得的SrAl2FeltlO19的X光衍射图。
图4 是 SrAl2FeltlO19W磁滞回线图。
具体实施方式
实施例1
将1. Olg 硝酸锶(Sr (NO3)2) >22. 18g 硝酸铁(Fe(NO3)3 · 9H20)和 0. 895g 硝酸铝 (Al(NO3)3 ·9Η20)作为原料放入IOOOmL的烧杯中，并加入15. 132g甘氨酸(C2H5NO2)作为燃 料，使硝酸锶甘氨酸=1 42配比，以适量的蒸馏水加以溶解。将烧杯放在离子搅拌器 上搅拌2 3小时，然后把烧杯放在电炉子上烧结制取出SrAltl.5Fen.5019的前驱体粉末。将 前驱体粉末收集好，在空气气氛，300°C下管式炉中退火2小时，让没有完全燃烧掉的甘氨 酸和一些有机物挥发出去。将前驱体粉末用直径为5mm的磨具在2MPa的压力下压制成片， 并在管式炉里空气气氛，1000°C条件下烧结2小时，得到SrAla5Feil.5019样品，通过VSM测试 得到其矫顽力是7637. 5G。
实施例2
将1.054g 硝酸锶(Sr(N03)2)、20. 119g 硝酸铁(Fe (NO3) 3 · 9H20)和 3. 736g 硝酸铝 (Al(NO3)3 ·9Η20)作为原料放入IOOOmL的烧杯中，并加入11. 838g甘氨酸(C2H5NO2)作为燃 料，使硝酸锶甘氨酸=1 32配比，以适量的蒸馏水加以溶解。将烧杯放在离子搅拌器上 搅拌2 3小时，然后把烧杯放在电炉子上烧结制取出SrAl2FeltlO19的前驱体粉末。将前驱 体粉末收集好，在空气气氛，300°C下管式炉中退火2小时，让没有完全燃烧掉的甘氨酸和 一些有机物挥发出去。图2显示的就是空气气氛，300°C条件下退火后的前驱体粉末的X射 线衍射图，其主要成分为I^e3O4和SrAl204。将前驱体粉末用直径为5mm的磨具在2MPa的压力下压制成片，并在管式炉里空气气氛，1050°C条件下烧结2小时，图3显示的就是1050°C 下烧结2小时的X射线衍射图，其主要成分为SrAl2FeltlO19t5图4显示的是SrAl2FeltlO19样品 经过测试VSM后得到的磁滞回线图，从中我们可以清楚看到，SrAlfeltlO19M料的矫顽力可 以达到12785. 9G。
SrAl2Fe10O19 的 EDS 能谱含量如下
化学元素Wt %At%OK38. 1666. 88AlK06. 7006. 96SrL08. 4002. 69FeK46. 7423. 47
实施例3
将1. 085g 硝酸锶(Sr (NO3) 2)、18. 643g 硝酸铁(Fe (NO3) 3 · 9H20)和 5. 77g 硝酸铝 (Al (NO3)3 ·9Η20)作为原料放入IOOOmL的烧杯中，并加入12. 1875g甘氨酸(C2H5NO2)作为燃 料，使硝酸锶甘氨酸=1 32配比，以适量的蒸馏水加以溶解。将烧杯放在离子搅拌器 上搅拌2 3小时，然后把烧杯放在电炉子上烧结制取出SrAlfegO19的前驱体粉末。将前 驱体粉末用直径为5mm的磨具在2MPa的压力下压制成片，并在管式炉里空气气氛，IlOO0C 条件下烧结2小时，得到SrAlfe9O19样品。通过VSM测试得到其矫顽力是16876. 9G。
权利要求
1.一种高矫顽力M型锶铁氧体的制备方法，以分析纯的硝酸锶、硝酸铁和硝酸铝为原 料，以甘氨酸为燃料，用量按摩尔比硝酸锶硝酸铁硝酸铝=9 108-9x 9x，其中0 < χ ≤ 3，按摩尔比硝酸锶甘氨酸=1 21 64 ；制备过程是，用蒸馏水溶解原料和燃 料，搅拌2 3小时，然后加热溶液使水完全挥发，通过甘氨酸的自蔓延燃烧，使硝酸盐和甘 氨酸之间发生反应，生成SrAlxFe12_x019的前驱体粉末；再把前躯体粉末在2MPa压力下压制 成片，在空气气氛、800 1100°C下烧结2小时，生成SrAlfeihOid^ik
2.按照权利要求1所述的一种高矫顽力M型锶铁氧体的制备方法，其特征是，将生成的 前驱体粉末在空气气氛、300 V下退火2小时，再压制成片。
3.按照权利要求1或2所述的一种高矫顽力M型锶铁氧体的制备方法，其特征是，按摩 尔比硝酸锶甘氨酸=1 32。
全文摘要
本发明的一种高矫顽力M型锶铁氧体的制备方法属于磁性材料的技术领域。以硝酸锶、硝酸铁和硝酸铝为原料，以甘氨酸为燃料，首先用蒸馏水溶解原料和燃料，搅拌2～3小时，然后加热溶液使水挥发掉，通过甘氨酸的自蔓延燃烧，生成SrAlxFe12-xO19的前驱体粉末；再把前躯体粉末在2MPa压力下压制成片，在空气气氛、800～1100℃下烧结2小时，即生成SrAlxFe12-xO19材料。本发明所用原料价格低廉；制备工艺简单，所需的时间比较短，能源消耗比较低；制备出的SrAlxFe12-xO19的矫顽力很高，可以达到15000G以上。
文档编号C04B35/622GK102030521SQ20101052418
公开日2011年4月27日 申请日期2010年10月29日 优先权日2010年10月29日
发明者姚斌, 温戈辉, 王海珠, 贺强 申请人:吉林大学