雙鈣鈦礦磁性材料的制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明是提供一種雙鈣鈦礦磁性材料的制備方法。采用硝酸鍶、硝酸鈷、硝酸鎳、仲鎢酸銨分別為鍶源、鈷源、鎳源及鎢源，以檸檬酸為絡(luò)合劑，乙二醇為分散劑，通過(guò)在1000～1300℃條件下反應(yīng)20～40小時(shí)，得到Sr2MWO6(M＝Co或Ni)雙鈣鈦礦結(jié)構(gòu)氧化物。本發(fā)明利用溶膠?凝膠技術(shù)，使起始的金屬離子達(dá)到了原子水平的均勻分散，因此使得本發(fā)明整個(gè)材料的制備過(guò)程具有反應(yīng)溫度低，反應(yīng)時(shí)間短，方法簡(jiǎn)便，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的特點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
雙鈣鈦礦磁性材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種雙鈣鈦礦磁性材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]自從1998年日本Kobayashi等人發(fā)現(xiàn)雙I丐鈦礦結(jié)構(gòu)氧化物Sr2FeMoO6多晶樣品在室溫亦具有較大的磁電阻效應(yīng)以來(lái)，這類(lèi)化合物獨(dú)特的結(jié)構(gòu)及電磁性能，使其在磁傳感器、磁存儲(chǔ)器件等方面具有很好的應(yīng)用前景。特別是一些雙鈣鈦礦結(jié)構(gòu)氧化物具有半金屬特性，自旋極化度接近100%，有望作為自旋電子注入材料應(yīng)用。但現(xiàn)有的雙鈣鈦礦結(jié)構(gòu)氧化物依然不能滿足在室溫低磁場(chǎng)條件下具有大的磁電阻效應(yīng)，近年來(lái)人們一直制備新型的磁電阻材料以得到性能更優(yōu)的材料。其中，鎢元素和鈷、鎳元素的離子半徑與鑰元素和鐵元素比較接近，且鎢元素具有與鑰類(lèi)似的外層電子排布。因此，雙鈣鈦礦氧化物Sr2MffO6(M = Co，Ni)的結(jié)構(gòu)和性能值得人們進(jìn)一步研究。
[0003]到目前為止，對(duì)Sr2MffO6(M = Co或Ni)合成主要采用固相法(晶體學(xué)報(bào)，1951,4,503 ；Acta Crystallogr.1951，4，503)，(物理與化學(xué)固體，1999，60，1173 ；J.Phys.Chem.Solids)，(材料化學(xué)，2003，15，1655 ；Chem.Mater.2003，15，1655);復(fù)分解法合成(材料化學(xué)，2005，17，2310 ；Chem.Mater.2005，17，2310)。存在反應(yīng)溫度高，時(shí)間長(zhǎng)，需要反復(fù)多次研磨燒結(jié)或是SrWO4雜質(zhì)難以除去等弊端。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種雙鈣鈦礦磁性材料的制備方法，以方便制得純度高的雙鈣鈦礦磁性材料Sr2MffO6 (M = Co或Ni)。
[0005]本發(fā)明所述雙鈣鈦礦磁性材料的制備方法，采用的單體為硝酸鍶、硝酸鈷、硝酸鎳、仲鎢酸銨，絡(luò)合劑為檸檬酸，分散劑為乙二醇，溶劑為去離子水，其制備步驟和條件如下:
[0006]將硝酸鍶、硝酸鈷或硝酸鎳、仲鎢酸銨溶于去離子水中，加入絡(luò)合劑和分散劑，攪拌，形成溶膠；其中絡(luò)合劑:分散劑:金屬離子總和:去離子水的摩爾比為2-10: 2-10: 1-5: 30-100 ;鍶離子:鈷離子或鎳離子:鎢離子的摩爾比為2:1:1;將透明的溶膠于60?70°C加熱，直至形成凝膠，然后80?120°C烘干，制成干凝膠；將干凝膠于700°C預(yù)燒6?10小時(shí)，得到氧化物粉體；將預(yù)燒得到的氧化物粉體放入剛玉坩堝，在馬弗爐中1000?1300°C空氣氛圍中燒結(jié)20?40小時(shí)，采用隨爐冷卻方式降溫至室溫，即可得到雙鈣鈦礦磁性材料Sr2MW06。
[0007]本發(fā)明利用溶膠-凝膠技術(shù)，使起始的金屬離子達(dá)到了原子水平的均勻分散，因此使得本發(fā)明整個(gè)材料的制備過(guò)程具有反應(yīng)溫度低，反應(yīng)時(shí)間短，方法簡(jiǎn)便，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的特點(diǎn)。此外，本發(fā)明的方法合成品純度高，顆粒大小均勻，特別是除去了固相反應(yīng)中難以避免的SrWO4雜相。
【具體實(shí)施方式】
[0008]實(shí)施例1:雙鈣鈦礦氧化物Sr2CoWO6的制備
[0009]采用溶膠-凝膠法合成產(chǎn)品，分別取4.26g硝酸鍶(20.0Ommol)，2.94g硝酸鈷(10.0Ommol), 2.73g仲鎢酸銨(0.83mmol)，用22mL去離子水溶解各硝酸鹽和銨鹽，加入16.81g檸檬酸(80mmol)和4mL乙二醇得到溶膠。將溶膠于60°C加熱，直至形成凝膠；120°C烘干，制成干凝膠。將干凝膠700°C預(yù)燒6小時(shí)，得到氧化物粉體。將預(yù)燒得到的粉體放入剛玉坩堝，在馬弗爐中1200°C空氣氛圍燒結(jié)20小時(shí)，采用隨爐冷卻方式降溫至室溫，得到雙鈣鈦礦氧化物Sr2CoW06。產(chǎn)品顆粒大小均勻，直徑范圍在1.5?2.0 μ，為四方晶系。
[0010]實(shí)施例2:雙鈣鈦礦氧化物Sr2NiWO6的制備
[0011]采用溶膠-凝膠法合成產(chǎn)品，分別取4.26g硝酸鍶(20.0Ommol)，2.96g硝酸鎳(10.0Ommol), 2.73g仲鎢酸銨(0.83mmol)，用14mL去離子水溶解各硝酸鹽和銨鹽，加入16.81g檸檬酸(80mmol)和4mL乙二醇得到溶膠。將溶膠于70°C加熱，直至形成凝膠；80°C烘干，制成干凝膠。將干凝膠700°C預(yù)燒10小時(shí)，得到氧化物粉體。將預(yù)燒得到地粉體放入剛玉坩堝，在馬弗爐中1200°C空氣氛圍燒結(jié)20小時(shí)，采用隨爐冷卻方式降溫至室溫，得到雙鈣鈦礦氧化物Sr2NiW06。產(chǎn)品顆粒大小均勻，直徑范圍在0.4?0.6 μ，為四方晶系。
[0012]實(shí)施例3:雙鈣鈦礦氧化物Sr2CoWO6的制備
[0013]采用溶膠-凝膠法合成產(chǎn)品，分別取2.13g硝酸鍶(10.0Ommol)，1.47g硝酸鈷(5.0Ommol)，1.37g仲鎢酸銨(0.42mmol)，用1mL去離子水溶解各硝酸鹽和銨鹽，加入8.42g檸檬酸(40mmol)和6mL乙二醇得到溶膠。將溶膠于65°C加熱，直至形成凝膠；100°C烘干，制成干凝膠。將干凝膠700°C預(yù)燒8小時(shí)，得到氧化物粉體。將預(yù)燒得到的粉體放入剛玉坩堝，在馬弗爐中1300°C空氣氛圍燒結(jié)30小時(shí)，采用隨爐冷卻方式降溫至室溫，得到雙鈣鈦礦氧化物Sr2CoW06。產(chǎn)品顆粒大小均勻，直徑范圍在3?4μ，為四方晶系。
[0014]實(shí)施例4:雙鈣鈦礦氧化物Sr2NiWO6的制備
[0015]采用溶膠-凝膠法合成產(chǎn)品，分別取4.26g硝酸鍶(20.0Ommol)，2.96g硝酸鎳(10.0Ommol), 2.73g仲鎢酸銨(0.83mmol)，用22mL去離子水溶解各硝酸鹽和銨鹽，加入16.Slg檸檬酸(SOmmol)和1mL乙二醇得到溶膠。將溶膠于60°C加熱，直至形成凝膠；100°C烘干，制成干凝膠。將干凝膠700°C預(yù)燒10小時(shí)，得到氧化物粉體。將預(yù)燒得到的粉體放入剛玉坩堝，在馬弗爐中1250°C空氣氛圍燒結(jié)28小時(shí)，采用隨爐冷卻方式降溫至室溫，得到雙鈣鈦礦氧化物Sr2NiW06。產(chǎn)品顆粒大小均勻，直徑范圍在0.5?0.7 μ，為四方晶系。
[0016]實(shí)施例5:雙鈣鈦礦氧化物Sr2NiWO6的制備
[0017]采用溶膠-凝膠法合成產(chǎn)品，分別取4.26g硝酸鍶(20.0Ommol), 2.96g硝酸鎳(10.0Ommol), 2.73g仲鎢酸銨(0.83mmol)，用40mL去離子水溶解各硝酸鹽和銨鹽，加入8.42g檸檬酸(40mmol)和1mL乙二醇得到溶膠。將溶膠于70°C加熱，直至形成凝膠；110°C烘干，制成干凝膠。將干凝膠700°C預(yù)燒6小時(shí)，得到氧化物粉體。將預(yù)燒得到的粉體放入剛玉坩堝，在馬弗爐中1100°C空氣氛圍燒結(jié)30小時(shí)，采用隨爐冷卻方式降溫至室溫，得到雙鈣鈦礦氧化物Sr2NiW06。產(chǎn)品顆粒大小均勻，直徑范圍在0.2?0.4μ，為四方晶系。
[0018]實(shí)施例7:雙鈣鈦礦氧化物Sr2CoWO6的制備
[0019]采用溶膠-凝膠法合成產(chǎn)品，分別取4.26g硝酸鍶(20.0Ommol)，2.94g硝酸鈷(10.0Ommol), 2.73g仲鎢酸銨(0.83mmol)，用30mL去離子水溶解各硝酸鹽和銨鹽，加入16.81g檸檬酸(80mmol)和5mL乙二醇得到溶膠。將溶膠于65°C加熱，直至形成凝膠；120°C烘干，制成干凝膠。將干凝膠700°C預(yù)燒10小時(shí)，得到氧化物粉體。將預(yù)燒得到的粉體放入剛玉坩堝，在馬弗爐中1250°C空氣氛圍燒結(jié)35小時(shí)，采用隨爐冷卻方式降溫至室溫，得到雙鈣鈦礦氧化物Sr2CoW06。產(chǎn)品顆粒大小均勻，直徑范圍在2?3 μ，為四方晶系。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種雙鈣鈦礦磁性材料的制備方法，其特征在于，采用的單體為硝酸鍶、硝酸鈷、硝酸鎳、仲鎢酸銨，絡(luò)合劑為檸檬酸，分散劑為乙二醇，溶劑為去離子水，其制備步驟和條件如下: 將硝酸鍶、硝酸鈷或硝酸鎳、仲鎢酸銨溶于去離子水中，加入絡(luò)合劑和分散劑，攪拌，形成溶膠；其中絡(luò)合劑:分散劑:金屬離子總和:去離子水的摩爾比為2-10: 2-10: 1-5: 30-100 ;鍶離子:鈷離子或鎳離子:鎢離子的摩爾比為2:1:1;將透明的溶膠于60?70°C加熱，直至形成凝膠，然后80?120°C烘干，制成干凝膠；將干凝膠于700°C預(yù)燒6?10小時(shí)，得到氧化物粉體；將預(yù)燒得到的氧化物粉體放入剛玉坩堝，在馬弗爐中1000?1300°C空氣氛圍中燒結(jié)20?40小時(shí)，采用隨爐冷卻方式降溫至室溫，即可得到雙鈣鈦礦磁性材料Sr2MW06。
【文檔編號(hào)】C01G41/00GK105883936SQ201410549714
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2014年10月1日
【發(fā)明人】譚光英, 江鈺
【申請(qǐng)人】重慶巴王環(huán)保新材料有限公司