本发明属于材料及其制备方法技术领域，具体涉及一种co3fe7磁性合金微粉吸收剂的制备方法。
背景技术：
随着科学技术的发展和工业文明的进步,各种电子仪器设备的应用日益增多,所产生的电磁辐射和电磁干扰越来越多。电磁波污染已渗透到人们生活的每个角落，严重地影响了人们的心身健康。研究证明，微波电磁辐射可引起生物基体、中枢神经、心血管系统、眼晶状体及血液系统的疾患。因此，如何有效预防和消除电磁辐射、电磁干扰的问题引起了世界各国的高度重视，现已成为全球科技界的重要课题。
吸波材料技术作为一种常用的抗电磁干扰手段，能把电磁污染产生的无用的和有害的电磁能量吸收、转换，从而使其衰减掉。根据吸波机理，吸波材料一般可分为电损耗型和磁损耗型：导电高聚物、石墨等导电性强的材料的吸波机理主要为电损耗；而铁氧体、羰基铁、氮化铁等磁性材料的吸波机理主要为磁损耗。与介电损耗型吸收剂相比，磁性吸收剂由于具有更宽的吸收频带和更好的吸收效果而被广泛研究。常见的磁性吸收剂主要有铁(fe)、钴(co)、镍(ni)单质金属微粉及其组成的合金粉体，还有铁氧体、fe3o4等磁性氧化物。由于铁(fe)、钴(co)、镍(ni)组成的合金粉体的多组分效应，磁性合金粉体具有更高的磁导率和磁损耗，对电磁参数的改善作用更明显，能通过磁滞损耗、涡流损耗等机制更加有效地吸收、损耗电磁波。因此，磁性合金微粉吸收剂的研发对提高材料的吸波性能具有要的意义。co3fe7是一种典型的磁性合金微粉，不仅具有良好的高温稳定性(居里温度高达770k)，还具有较高磁化强度和磁损耗，是一种极具应用前景的磁性电磁波吸收剂。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种co3fe7磁性合金微粉吸收剂的制备方法，制备出的co3fe7磁性合金微粉吸收剂具有高温稳定性好、磁损耗和磁化强度高的特点，对电磁波具有较好的损耗性特性。
本发明所采用的技术方案是，一种co3fe7磁性合金微粉吸收剂的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、配制cofe2o4前驱体液；
步骤2、在搅拌的状态下，将氨水添加到经步骤1得到的cofe2o4前驱体液中，制备出cofe2o4前驱体溶胶；
步骤3、对经步骤2得到的cofe2o4前驱体溶胶进行干燥处理，得到cofe2o4前驱体干凝胶；
步骤4、先使经步骤3得到的cofe2o4前驱体干凝胶发生自蔓延燃烧反应，然后进行冷却处理，最后研磨成粉状后得到cofe2o4粉末；
步骤5、将经步骤4得到的cofe2o4粉末在还原气氛下进行热处理，得到co3fe7磁性合金微粉吸收剂。
本发明的特点还在于：
步骤1具体按照以下步骤实施：
步骤1.1、于常温条件下，按cofe2o4中各金属元素的摩尔质量称取co和fe的金属盐，并分别溶解于水中，得到浓度为0.04mol/l～0.2mol/l的混合金属盐溶液；
步骤1.2、向经步骤1.1得到的混合金属盐溶液中添加柠檬酸并搅拌均匀，其中，加入柠檬酸的量与金属离子co的摩尔比为4～6：1，得到cofe2o4前驱体液。
步骤2具体按照以下步骤实施：
步骤2.1、将经步骤1得到的cofe2o4前驱体液置于温度为40℃～60℃的水浴锅中；
步骤2.2、经步骤2.1后，于300r/min～600r/min的搅拌速度下搅拌水浴锅中的cofe2o4前驱体液，并在搅拌的同时向cofe2o4前驱体液中逐滴滴加氨水，直至ph为7～9，停止滴加氨水；
步骤2.3、经步骤2.3后，继续维持300r/min～600r/min的搅拌速度继续搅拌2h～6h，制备出cofe2o4前驱体溶胶。
步骤3具体按照以下方法实施：
将经步骤2制备得到的cofe2o4前驱体溶胶于100℃～120℃的条件下干燥处理24h～48h，即得到cofe2o4前驱体溶胶前驱体干凝胶。
步骤4具体按照以下步骤实施：
步骤4.1、将经步骤3得到的cofe2o4前驱体溶胶前驱体干凝胶以4℃/min～6℃/min的速率升高至220℃～250℃，使其发生自蔓延燃烧反应；
步骤4.2、将经步骤4.1得到的物质随炉冷却至室温，得到树枝状产物；
步骤4.3、将经步骤4.2得到的树枝状产物研磨成粉末状，得到cofe2o4粉体。
步骤5具体按照以下方法实施：
将经步骤4得到的cofe2o4粉体在真空还原气氛下进行热处理，保温1h～2h，之后随炉冷却，得到co3fe7磁性合金微粉吸收剂。
步骤5中热处理温度为800℃～1000℃，升温速率为5℃/min～10℃/min。
步骤5中还原气氛为还原h2、还原c气氛。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明co3fe7磁性合金微粉吸收剂的制备方法为：先采用溶胶凝胶法制备cofe2o4前驱体，再经柠檬酸自蔓延燃烧反应制备得到cofe2o4吸收剂，最后经还原气氛热处理制备具有宽频带、强吸收的co3fe7磁性合金微粉吸收剂。
(2)本发明co3fe7磁性合金微粉吸收剂的制备方法与现有技术相比，其创新之处在于：先采用柠檬酸自蔓延燃烧法制备cofe2o4，再将所得粉体在高温条件下进行还原，制备出co3fe7磁性合金微粉，且粉体粒度可控，可制备出从纳米到微米不同粒级的合金粉体，满足不同的需求。
(3)利用本发明的制备方法得到的co3fe7磁性合金微粉吸收剂具有高的饱和磁化强度、高磁导率和高居里温度点，能在一定的高温和腐蚀环境下使用。
附图说明
图1是利用本发明的制备方法制备出的co3fe7磁性合金微粉吸收剂的xrd图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种co3fe7磁性合金微粉吸收剂的制备方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、配制cofe2o4前驱体液，具体按照以下步骤实施：
步骤1.1、于常温条件下，按cofe2o4中各金属元素的摩尔质量称取co和fe的金属盐，并分别溶解于水中，得到浓度为0.04mol/l～0.2mol/l的混合金属盐溶液；
步骤1.2、向经步骤1.1得到的混合金属盐溶液中添加柠檬酸并搅拌均匀，其中，加入柠檬酸的量与金属离子co的摩尔比为4～6：1，得到cofe2o4前驱体液。
步骤2、在搅拌的状态下，将氨水添加到经步骤1得到的cofe2o4前驱体液中，制备出cofe2o4前驱体溶胶，具体按照以下步骤实施：
步骤2.1、将经步骤1得到的cofe2o4前驱体液置于温度为40℃～60℃的水浴锅中；
步骤2.2、经步骤2.1后，于300r/min～600r/min的搅拌速度下搅拌水浴锅中的cofe2o4前驱体液，并在搅拌的同时向cofe2o4前驱体液中逐滴滴加氨水，直至ph为7～9，停止滴加氨水；
步骤2.3、经步骤2.3后，继续维持300r/min～600r/min的搅拌速度继续搅拌2h～6h，制备出cofe2o4前驱体溶胶。
步骤3、对经步骤2得到的cofe2o4前驱体溶胶进行干燥处理，得到cofe2o4前驱体干凝胶，具体按照以下方法实施：
将经步骤2制备得到的cofe2o4前驱体溶胶于100℃～120℃的条件下干燥处理24h～48h，即得到cofe2o4前驱体溶胶前驱体干凝胶。
步骤4、先使经步骤3得到的cofe2o4前驱体干凝胶发生自蔓延燃烧反应，然后进行冷却处理，最后研磨成粉状后得到cofe2o4粉末，具体按照以下步骤实施：
步骤4.1、将经步骤3得到的cofe2o4前驱体溶胶前驱体干凝胶以4℃/min～6℃/min的速率升高至220℃～250℃，使其发生自蔓延燃烧反应；
步骤4.2、将经步骤4.1得到的物质随炉冷却至室温，得到树枝状产物；
步骤4.3、将经步骤4.2得到的树枝状产物研磨成粉末状，得到cofe2o4粉体。
步骤5、将经步骤4得到的cofe2o4粉末在还原气氛下进行热处理，得到co3fe7磁性合金微粉吸收剂，具体按照以下方法实施：
将经步骤4得到的cofe2o4粉体在真空还原气氛下(还原h2、还原c气氛)进行热处理(其中，升温速率为5℃/min～10℃/min)，热处理温度为800℃～1000℃，保温1h～2h，之后随炉冷却，得到co3fe7磁性合金微粉吸收剂。
实施例1
于常温条件下，按cofe2o4中各金属元素的摩尔质量称取co和fe的金属盐，并分别溶解于水中，得到浓度为0.04mol/l的混合金属盐溶液；向混合金属盐溶液中添加柠檬酸，并搅拌均匀，其中加入柠檬酸的量与金属离子co的摩尔比为4：1，得到cofe2o4前驱体液；
将cofe2o4前驱体液置于温度为40℃的水浴锅中；于300r/min的搅拌速度搅拌水浴锅中的cofe2o4前驱体液，并在搅拌的同时向cofe2o4前驱体液中逐滴滴加氨水，直至ph为7，停止滴加氨水；继续维持300r/min的搅拌速度搅拌6h，制备出cofe2o4前驱体溶胶；
将cofe2o4前驱体溶胶于120℃的条件下干燥处理24h，即得到cofe2o4前驱体溶胶前驱体干凝胶；
将cofe2o4前驱体溶胶前驱体干凝胶以4℃/min的速率升高至220℃，使其发生自蔓延燃烧反应；将得到的物质随炉冷却至室温，得到树枝状产物；将树枝状产物研磨成粉末状，得到cofe2o4粉体；
将得到的cofe2o4粉体在真空还原气氛下进行热处理，还原气体为h2，热处理温度为800℃(其中，控制升温速率为5℃/min)，保温时间为2h，随炉冷却后得到co3fe7磁性合金微粉吸收剂。
将制备得到的co3fe7磁性合金微粉吸收剂用x射线衍射仪(xrd)进行物相分析，结果显示产物几乎全为co3fe7相，如图1中(a)所示，说明制备出的是co3fe7磁性合金微粉吸收剂。
实施例2
于常温条件下，按cofe2o4中各金属元素的摩尔质量称取co和fe的金属盐，并分别溶解于水中，得到浓度为0.06mol/l的混合金属盐溶液；向混合金属盐溶液中添加柠檬酸，并搅拌均匀，其中加入柠檬酸的量与金属离子co的摩尔比为5：1，得到cofe2o4前驱体液；
将cofe2o4前驱体液置于温度为60℃的水浴锅中；于450r/min的搅拌速度搅拌水浴锅中的cofe2o4前驱体液，并在搅拌的同时向cofe2o4前驱体液中逐滴滴加氨水，直至ph为8，停止滴加氨水；继续维持450r/min的搅拌速度搅拌3h，制备出cofe2o4前驱体溶胶；
将cofe2o4前驱体溶胶于110℃的条件下干燥处理30h，即得到cofe2o4前驱体溶胶前驱体干凝胶；
将cofe2o4前驱体溶胶前驱体干凝胶以5℃/min的速率升高至240℃，使其发生自蔓延燃烧反应；将得到的物质随炉冷却至室温，得到树枝状产物；将树枝状产物研磨成粉末状，得到cofe2o4粉体；
将得到的cofe2o4粉体在真空还原气氛下进行热处理，还原气体为h2，热处理温度为1000℃(其中，控制升温速率为6℃/min)，保温时间为1.5h，随炉冷却后得到co3fe7磁性合金微粉吸收剂。
将制备得到的co3fe7磁性合金微粉吸收剂用x射线衍射仪(xrd)进行物相分析，结果显示几乎全为co3fe7相，如图1中的(b)所示，说明制备出的是co3fe7磁性合金微粉吸收剂。
实施例3
于常温条件下，按cofe2o4中各金属元素的摩尔质量称取co和fe的金属盐，并分别溶解于水中，得到浓度为0.2mol/l的混合金属盐溶液；向混合金属盐溶液中添加柠檬酸，并搅拌均匀，其中加入柠檬酸的量与金属离子co的摩尔比为6：1，得到cofe2o4前驱体液；
将cofe2o4前驱体液置于温度为55℃的水浴锅中；于600r/min的搅拌速度搅拌水浴锅中的cofe2o4前驱体液，并在搅拌的同时向cofe2o4前驱体液中逐滴滴加氨水，直至ph为7.5，停止滴加氨水；继续维持600r/min的搅拌速度搅拌2h，制备出cofe2o4前驱体溶胶；
将cofe2o4前驱体溶胶于100℃的条件下干燥处理48h，即得到cofe2o4前驱体溶胶前驱体干凝胶；
将cofe2o4前驱体溶胶前驱体干凝胶以6℃/min的速率升高至250℃，使其发生自蔓延燃烧反应；将得到的物质随炉冷却至室温，得到树枝状产物；将树枝状产物研磨成粉末状，得到cofe2o4粉体；
将得到的cofe2o4粉体在真空还原气氛下进行热处理，还原气体为还原c气氛，热处理温度为900℃(其中，控制升温速率为10℃/min)，保温时间为1h，随炉冷却后得到co3fe7磁性合金微粉吸收剂。
将制备得到的co3fe7磁性合金微粉吸收剂用x射线衍射仪(xrd)进行物相分析，结果显示几乎全为co3fe7相，如图1中的(c)所示，说明制备出的是co3fe7磁性合金微粉吸收剂。
利用本发明一种co3fe7磁性合金微粉吸收剂的制备方法制备得到的co3fe7磁性合金微粉吸收剂具有饱和磁化强度高、磁导率高和居里温度点高的特点，通过磁滞损耗、涡流损耗等机制衰减电磁波，具有较好的吸收效率和较宽的吸收频带。此外，co3fe7磁性合金微粉吸收剂的粒度可控，可制备从纳米到微米不同粒级的co3fe7磁性合金微粉。
将利用本发明的制备方法制备出的co3fe7磁性合金微粉吸收剂与绝缘基体(包括陶瓷基体、树脂基体、橡胶、石蜡)等按一定比例进行混合，通过调节co3fe7磁性合金微粉吸收剂的含量(5wt％～80％)调节复合材料的电磁参数，能制备出吸波性能良好的吸波复合材料。