专利名称：：复相纳米晶永磁铁氧体材料的制备方法
技术领域：
：本发明涉及一种纳米晶永磁铁氧体材料的制备方法，属磁性材料
技术领域：
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背景技术：
：随着科学技术的不断发展，对材料的性能，制备工艺，材料成本等的要求越来越高。为满足新的市场需求，必需对传统的钡铁氧体进行改性。复相纳米晶永磁铁氧体是由纳米晶硬磁铁氧体相和纳米晶软磁铁氧体相组成，在硬磁相和软磁相间具有较强的交换耦合作用的复相永磁材料。由于成分和微结构上的复杂性，与传统的永磁铁氧体材料相比，复相纳米晶永磁铁氧体材料具有全新的特征。它既具有传统的钡铁氧体的优点是一类亚铁磁性的氧化物，它属六角晶系结构，是一种应用广泛的永磁材料，它具有高电阻率(远高于金属磁性材料)、低损耗、工艺简单和廉价等优点，而且由于纳米晶硬磁相和纳米晶软磁相间具有交换耦合作用以及成分和微结构上的复杂性，与传统的永磁材料相比它晶粒更小、磁性能更高、剩磁比更高、烧结温度更低，它不仅可用作同类传统的永磁铁氧体材料，也可用于高密度信息磁记录介质、垂直磁记录介质、磁光器件、微波吸收材料，并用于高频、脉冲、微波以及光频波段，有力地推动了无线电电子学、通信、微波电子学以及信息存储与处理等科学技术的快速发展。高性能的纳米晶粉末材料可以实现机电设备的小型化和高功能化及为磁电子器件的小型化，集成化提供可能性。目前已有钡铁氧体材料粉体制备专利M型钡铁氧体磁性粉体的制备方法(专利号ZL200510028207.0)用糖类水解产物作为络合剂和用低碳醇抽提除去溶剂，将金属盐溶液与糖类溶液混合，然后按需要加入要掺杂的金属离子的盐溶液，加热蒸发水分，经液相反应生成一种钡铁氧的水合物，将此反应后的溶液冷却，调节pH值，抽提除去水分，这种方法缺点在于需要真空抽滤得到磁性铁氧体粉末，而且制备时间长，工艺过程复杂。
发明内容为了克服现有制备方法的不足，用更加经济方便并且稳定的方法制备性能更好的永磁铁氧体材料，本发明采取以下技术方案一种复相纳米晶永磁铁氧体材料的制备方法，它是采用溶胶凝胶自蔓延燃烧方法分别制备纳米晶硬磁性与软磁性粉末，然后将硬磁与软磁粉末复合成复相纳米晶永磁材料。该方法的特征在于具有以下工艺步骤-(1)纳米晶掺铝钡铁氧体硬磁粉末的制备a.按掺铝钡铁氧体BaAlxFe12-x019的化学计量摩尔比称取硝酸钡、硝酸铝和硝酸铁，并称取1倍于金属离子摩尔数的柠檬酸量，一起溶解于适量的去离子水中，将溶液放置在4080"C的恒温浴池中，并不断地搅拌，使其充分溶解；b.当上述溶液变成透明、均匀的棕红色时，逐渐加入乙二胺的同时进行搅拌，直至溶液的PH二7;c.将上述溶液倒入坩埚中，在空气中用电阻炉加热，并不断地搅拌，直至形成凝胶，继续加热到有少量的烟冒出时引燃，自蔓延燃烧后形成蓬松的褐色粉体；d.将上述褐色粉体在研钵中研磨38分钟，然后在氧气氛中用管式炉以升温速率为l5°C/min加热至900n00。C温度，保温110130分钟后自然冷却，即得到六角结构的纳米晶掺铝钡铁氧体硬磁粉末。(2)纳米晶镍锌铜铁氧休软磁粉末的制备a.按镍锌铜铁氧体Nio.34-xZno.55CuxFe204的化学计量摩尔比称取硝酸镍、硝酸锌、硝酸铜和硝酸铁，并称取1倍于金属离子摩尔数的柠檬酸量，一起溶解于适量的去离子水中，将溶液放置在408(TC的恒温浴池中，并不断地搅拌，使其充分溶解；b.当上述溶液变成透明、均匀的棕红色时，逐渐加入乙二胺的同时进行搅拌，直至溶液的PH=7;c.将上述溶液倒入坩埚中，在空气中用电阻炉加热，并不断地搅拌，直至形成凝胶，继续加热到有少量的烟冒出时引燃，自蔓延燃烧后形成蓬松的褐色粉体；d.将上述褐色粉体在研钵屮研磨38分钟，然后在氧气氛中用管式炉以升温速率为48°C/niin加热至600800nC温度，保温110130分钟后自然冷却，即得到尖晶石结构的纳米晶镍锌铜铁氧体软磁粉末。(3)复相纳米晶永磁铁氧体粉体的制备a.按纳米晶铁氧体硬磁粉末和纳米晶铁氧体软磁粉末的质量比为18:122:l称取这两种粉末后置于容器中，加入适量乙醇，然后用磁力搅拌器在709(TC温度下搅拌35小时，使其充分混合，混合后静置30分钟，将多余的乙醇倒掉，然后在烘箱中低温烘干；然后在900110(TC下退火13小时，即得到复相纳米晶永磁铁氧体粉体材料。本发明的优点是首先，采用溶胶凝胶自蔓延燃烧方法制备硬、软磁相纳米晶粉体，能够保证严格控制化学计量比并达到原子级的融合。产物粒径小且粒度均匀、分布均匀、反应温度、烧结温度低；由于凝胶中含有大量的液相或气孔，在热处理过程中不易使颗粒团聚，得到的产物分散性好；其次，用本发明方法把纳米晶硬磁性铁氧体粉末和软磁性铁氧体粉末复合成双相纳米晶永磁粉体，提高了样品的磁化强度和剩磁比。用本发明方法制备的永磁铁氧体材料具有综合永磁性能优良、纯度高、稳定性高、工艺简单和价廉物美等优点。具体实施例方式下面通过实施例对本发明作进一步说明。实施例(1)纳米晶掺铝钡铁氧体(BaAla5Feil.5019)硬磁粉末的制备按掺铝钡铁氧体BaAlo.5Feu.5Ch9的化学计量摩尔比称取硝酸铁Fe(N03)39H20、硝酸钡Ba(NO丄和硝酸铝A1(N03)3*9H20，并称取1倍于金属离子摩尔数的柠檬酸量，以柠檬酸C6H807H20作为络合剂，一起溶解在去离子水中，用C6HAH20去络合F^+与Ba2+，将溶液放置在8(TC的恒温浴池中，并不断地搅拌，使其充分溶解，使硝酸盐充分溶解大约需要2小时。当溶液变成透明、均匀的棕红色时，逐渐加入乙二胺C2HA2的同时进行搅拌，直至溶液的PH=7;把所得溶液倒入坩埚中，并在空气巾用电阻炉加热，不断的搅拌，直至形成凝胶，继续加热到着火点，当有少量的烟冒出时引燃，自蔓延燃烧后形成蓬松的褐色粉体。把褐色粉体放到研钵中研磨人约5分钟，然后在氧气氛中用管式炉以升温速率为3T/min加热至IOO(TC温度，保温120分钟后自然冷却，即得到六角结构的纳米晶钡铁氧体粉末。(2)纳米晶镍锌铜铁氧体Nio.34Zno.55Cuo.uFe204软磁粉末的制备。按镍锌铜铁氧体Nio.34Zno.55Cuo.nFe204的化学计量摩尔比称取硝酸镍Ni(N03)26H20、硝酸锌Zn(NO丄6H20、硝酸铜Cu(亂.3IL0和硝酸铁Fe(亂，，并称取1倍于金属离子摩尔数的柠檬酸量，以柠檬酸C6H807H20作为络合剂，一起溶解在去离子水中，用C6H807H20去络合金属离子，将溶液放置在4(TC的恒温浴池中，并不断地搅拌，使其充分溶解；使硝酸盐充分溶解大约需要2个小时。当溶液变成透明、均匀的棕红色时，逐渐加入乙二胺C2H8N2的同时进行搅拌，直至溶液的PH=7。把所得溶液倒入坩埚屮，并在空气中用电阻炉加热，不断的搅拌，直至形成凝胶，继续加热到着火点，当有少量的烟冒出时引燃，自蔓延燃烧后形成蓬松的褐色粉体。将褐色粉体在研钵中研磨5分钟，然后在氧气氛中用管式炉以升温速率为6"C/min加热至700°C温度,保温120分钟后自然冷却，即得到尖晶石结构的纳米晶镍锌铜铁氧体粉末。(3)复相纳米晶永磁铁氧体粉体的制备用电子天平称取质量比为20:1的硬磁钡铁氧体粉末和软磁镍锌铜铁氧体粉末，将称好的两种铁氧体粉末放入烧杯屮倒入适量的乙醇，然后用磁力搅拌器在8(TC温度下搅拌2个小时，使得其充分混合，混合后的液体静置30分钟，形成酒精在上面，混合样品在底下的分层液体，将多余的酒精倒掉，将混合样品在烘箱中低温烘干；然后将粉末压片在空气中IO(XTC下退火2个小时，即得到复相纳米晶永磁铁氧体粉体材料。最终得到的单相与复相纳米晶永磁铁氧体粉体材料的磁性如下表所示表1纳米晶永磁铁氧体粉体材料的磁性<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>权利要求1.一种纳米晶永磁铁氧体材料的制备方法，首先制备纳米晶硬磁性粉末与纳米晶软磁性粉末，然后将制备的纳米晶硬磁性粉末与纳米晶软磁性粉末通过混合、烘干、退火处理，获得复相纳米晶永磁铁氧体材料。2.根据权利要求1所述的纳米晶硬磁性粉末为纳米晶掺铝钡铁氧体硬磁粉末。3.根据权利要求l所述的纳米晶软磁性粉末为纳米晶镍锌铜铁氧体软磁粉末。4.根据权利要求1或2所述的纳米晶硬磁粉末的制备采用以下步骤-a.按掺铝钡铁氧体BaAlo.5Feu.50,9的化学计量摩尔比称取硝酸钡、硝酸铝和硝酸铁，并称取1倍于金属离子摩尔数的柠檬酸量，一起溶解于适量的去离子水中，将溶液放置在4()8(TC的恒温浴池中，并不断地搅拌，使其充分溶解；b.当上述溶液变成透明、均匀的棕红色时，逐渐加入乙二胺的同时进行搅拌，直至溶液的ra=7;c.将上述溶液倒入坩埚中，在空气中用电阻炉加热，并不断地搅拌，直至形成凝胶，继续加热到有少量的烟冒出时引燃，自蔓延燃烧后形成蓬松的褐色粉体；d.将上述褐色粉体在研钵中研磨38分钟，然后在氧气氛中用管式炉以升温速率为l5°C/min加热至9001100°C温度，保温110130分钟后自然冷却，即得到六角结构的纳米晶掺铝钡铁氧体硬磁粉末。5.根据权利要求1或3所述的纳米晶软糍粉末的制备采用以下步骤a.按镍锌铜铁氧体Ni().34Zn。.55Cuo.nFe204的化学计量摩尔比称取硝酸镍、硝酸锌、硝酸铜和硝酸铁，并称取1倍于金属离子摩尔数的拧檬酸量，一起溶解于适量的去离子水中，将溶液放置在408(TC的恒温浴池中，并不断地搅拌，使其充分溶解；b.当上述溶液变成透明、均匀的棕红色时，逐渐加入乙二胺的同时进行搅拌，直至溶液的PH=7;c.将上述溶液倒入坩埚中，在空气中用电阻炉加热，并不断地搅拌，直至形成凝胶，继续加热到有少量的烟冒出时引燃，自蔓延燃烧后形成蓬松的褐色粉体；d.将上述褐色粉体在研钵中研磨38分钟，然后在氧气氛中用管式炉以升温速率为48°C/min加热至600800°C温度，保温110130分钟后自然冷却，即得到尖晶石结构的纳米晶镍锌铜铁氧体软磁粉末。6.根据权利要求1所述的复相纳米晶铁氧体的合成具有以下步骤特征a.按纳米晶铁氧体硬磁粉末和纳米晶铁氧体软磁粉末的质量比为18:122:1称取这两种粉末后置于容器中，加入适量乙醇，然后用磁力搅拌器在7090。C温度下搅拌35小时，使其充分混合，混合后静置30分钟，将多余的乙醇倒掉，然后在烘箱中低温烘干；b.烘干的粉末在900110(TC下退火13小时，即得到复相纳米晶永磁铁氧体粉体材料。全文摘要本发明涉及一种纳米晶永磁铁氧体材料的制备方法，其特征在于利用纳米晶硬磁性与软磁性粉末，通过混合、烘干、退火处理，获得综合性能优异的复相纳米晶永磁铁氧体材料，其比饱和磁化强度σs＞50emu/g，剩磁比σr＞0.5，内禀矫顽力Hc＞5800Oe。它不仅可用作同类传统的永磁铁氧体材料，也可用于高密度信息磁记录介质、磁光器件、微波吸收材料等。本发明方法具有较低的烧结温度、工艺简单等优点。文档编号C04B35/26GK101481241SQ20081020765公开日2009年7月15日申请日期2008年12月24日优先权日2008年12月24日发明者冯利荣,张义邴,张凤翔,钟敏建,马洪良申请人:海宁市凌通电子有限责任公司