專利名稱：超細(xì)六角晶系鐵氧體的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鐵氧體的制備方法，特別是超細(xì)六角晶系鐵氧體的制備方法。
根據(jù)檢索到的資料，如1992年《電子科技大學(xué)學(xué)報》12(2)第158頁～161頁，過壁君、鄧龍江文章、1992年《功能材料》23(3)第157頁～第159頁李飛躍文章、1988年《無機材料學(xué)報》3(4)第347～351頁馮曉鳳文章、1992年電子工業(yè)出版社出版《磁記錄材料》都有為、羅河烈文章，可知，目前制備超細(xì)六角晶系鐵氧體的方法主要有如下幾種1、機械球磨法這種方法是反應(yīng)物原料，如氧化物或碳酸鹽按一定比例混合，高溫?zé)Y(jié)，球磨成粒狀。用此工藝合成的顆粒直徑大于1μm，且粒度分布寬，因多次球磨，易引進(jìn)雜質(zhì)。2、化學(xué)共沉淀法這種方法是將所需金屬元素的可溶鹽溶液按一定比例混合，然后加入沉淀劑，使其共沉淀，經(jīng)過濾，清洗后燒結(jié)。這種方法形成的沉淀難清洗，易殘留雜質(zhì)，耗水量大，生產(chǎn)周期長，并產(chǎn)生大量污水。由于該方法對金屬離子及沉淀劑的種類，共沉淀時PH值范圍的控制要求高，則該方法適用面較窄。3、水熱反應(yīng)這種方法是利用高壓下水溶液的特殊性能在高壓釜中進(jìn)行反應(yīng)。不易推廣。4、液相混合技術(shù)這種方法與本發(fā)明較為接近。它是將檸檬酸鹽或其它有機金屬配合物在水溶液中混合，再加入表面活性劑，控制適當(dāng)?shù)腜H值，緩慢脫水形成凝膠，再灼燒這種凝膠，由此生成的粉末能在較低溫度下進(jìn)行固相反應(yīng)，生成超細(xì)顆粒。但目前報導(dǎo)的方法對有機配位劑、金屬離子的種類及形成凝膠的酸度要求較高，適用面較窄。該方法脫水時間長，能量消耗大，生產(chǎn)周期長。
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠具有適用面寬、操作簡便、生產(chǎn)周期短和生產(chǎn)條件容易的超細(xì)六角晶系鐵氧體的制備方法。
本發(fā)明是由下列措施實現(xiàn)的(1)混合將所屬的金屬元素(如Ba2+、Sr2+、Pb2+、Fe2+、Zn2+、Mn2+、Ni0+、Co2+、Ti4+等)的氧化物、氫氧化物、硝酸鹽或有機酸鹽(如草酸、檸檬酸、硬脂酸鹽等)按所需要合成的鐵氧體的化學(xué)計量比加入到盛有硬脂酸的燒杯中，在80℃～150℃攪拌0.5～3小時，混合均勻，形成透明的溶膠。用硬脂酸作溶劑，這是本發(fā)明的工藝方法與前述方法的本質(zhì)區(qū)別。(2)灼燒研磨將得到的透明溶膠置于陶瓷蒸發(fā)皿中，再在空氣中500℃～600℃的爐中灼燒透明溶膠，得到固體粉末，將得到的固體粉末置于研缽中研磨，得到固相反應(yīng)先驅(qū)物。(3)固相反應(yīng)將固相反應(yīng)先驅(qū)物置于坩堝內(nèi)，在馬福爐中600℃～1300℃固相反應(yīng)0.1～1.5小時，隨爐自然冷卻或在空氣中冷卻即可得到所需要的超細(xì)六角晶系鐵氧體粉末。不同熱處理溫度和不同的熱處理時間，可得到不同粒度的鐵氧體。本發(fā)明的原理是基于液相混合技術(shù)原理，即以硬脂酸為溶劑，以可溶于硬脂酸的有機酸鹽、硝酸鹽、氧化物、氫氧化物等為原料，將原料溶解在融熔的硬脂酸中，混合后形成透明的溶膠。因為是溶液體系，所以各金屬離子可達(dá)原子水平上的混合，空氣中灼燒所得到的溶膠，則生成的反應(yīng)物顆粒細(xì)小，混合均勻，反應(yīng)活性高，可在較低溫度下進(jìn)行固相反應(yīng)，生成超細(xì)顆粒，產(chǎn)品純度高。
本發(fā)明與背景技術(shù)相比有如下有益效果(1)適用范圍大，這是由于不用水作溶劑，從而解決了不少的原料因強烈水解及原料溶解度很小而不能使用液相混合技術(shù)及共沉淀法的不足，使過去難于用這兩種方法合成的某些超細(xì)鐵氧體尤其是取代型鐵氧體的合成變?yōu)榭赡堋?2)工藝簡單，操作方便，生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)條件容易這是因為本發(fā)明工藝方法不需要調(diào)節(jié)PH值，不需要其它表面活性劑，不需要長時間脫水，不需要高壓條件，所以工藝簡單，操作方便，生產(chǎn)周期短，生產(chǎn)條件容易，且生產(chǎn)成本低。(3)固相反應(yīng)溫度低該工藝方法比傳統(tǒng)的陶瓷工藝低300℃～500℃，這是因為該工藝方法是以硬脂酸為溶劑，灼燒硬脂酸的溶膠而生成的固體反應(yīng)物顆粒小混合均勻，反應(yīng)活性高，所以固相反應(yīng)可在較低溫度下進(jìn)行，能在一定程度上避免高溫反應(yīng)條件下某些組分易揮發(fā)、分解、變價等缺點。固相反應(yīng)溫度低，也是獲得超細(xì)顆粒的重要條件。用本發(fā)明的工藝方法獲得的超細(xì)六角晶系鐵氧體粉末的粒徑可通過固相反應(yīng)的溫度和時間方便地調(diào)節(jié)。固相反應(yīng)溫度越低，時間越短，則獲得的超細(xì)六角晶系鐵氧體顆粒的粒徑越小。
現(xiàn)結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述實施例一1、M型六角晶系鐵氧體(BaFe12O19)的制備2、設(shè)備500ml燒杯，電動攪拌機，500ml研缽，500ml陶瓷蒸發(fā)皿，50ml坩堝，最高工作溫度為1300℃的馬福爐。
3、制備工藝(1)混合將硬脂酸100g加入到500ml燒杯中，加熱到80℃熔化，再加入硝酸鐵〔Fe(NO3)3.9H2O〕48.5g和氫氧化鋇〔Ba(OH)2·8H2O〕3.2g，在90℃條件下，用電動攪拌機攪拌3小時，得到透明的棕紅色溶膠。
(2)灼燒、研磨將所得到透明的棕紅色溶膠置入500ml陶瓷蒸發(fā)皿中，在馬福爐中500℃空氣條件下灼燒，燃燒完全后，在500ml研缽中研磨5分鐘，得到固相反應(yīng)先驅(qū)物。
(3)固相反應(yīng)將獲得的固相反應(yīng)先驅(qū)物置于50ml坩堝內(nèi)，在馬福爐中，空氣氣氛條件下，650℃反應(yīng)4小時，隨爐冷卻，可得到粒徑為20nm左右的M型六角晶系鐵氧體。在950℃反應(yīng)1小時可得到粒徑為90nm左右的M型六角晶系鐵氧體。
實施例二1、取代型M六角晶系鐵氧體(BaCoTiFe10O19)的制備。
2、設(shè)備同實施列一。
3、制備工藝(1)混合將硬脂酸100g加入到500ml燒杯中，加熱到80℃熔化，再加入40.4g硝酸鐵，3.2g氫氧化鋇、2.5g醋酸鈷，3.4g鈦酸四正丁酯，在120℃條件下用電動攪拌機攪拌1小時，得到透明的棕紅色溶膠。
(2)灼燒、研磨同實施例一。
(3)固相反應(yīng)同實施例一。
實施例三1、W型六角晶系鐵氧體(BaCo2Fe18O27)的制備。
2、設(shè)備同實施例一。
3、制備工藝(1)混合
將140g硬脂酸置于500ml燒杯中，加熱到80℃熔化再加入64.6g硝酸鐵，3.2g氫氧化鋇，5.0g醋酸鈷，在130℃條件下，用電動攪拌機攪拌1小時，得到透明的棕紅色溶膠。
(2)灼燒、研磨同實施例一(3)固相反應(yīng)同實施例一。
權(quán)利要求
一種超細(xì)六角晶系鐵氧體的制備方法，其特征在于工藝步驟為(1)混合將所需的金屬氧化物、氫氧化物、有機酸鹽或硝酸鹽按所需要合成的鐵氧體的化學(xué)計量比加入到盛有硬脂酸的燒杯中，在80℃-150℃條件下攪拌0.5～3小時，混合均勻，形成透明的溶膠。(2)灼燒、研磨將得到的透明溶膠，置于陶瓷蒸發(fā)皿中，在空氣條件下，于爐中灼燒，得到固體粉末，再將固體粉末置于研缽中研磨得到固相反應(yīng)先驅(qū)物。(3)固相反應(yīng)將固相反應(yīng)先驅(qū)物置于坩堝內(nèi)，于馬福爐中600℃～1300℃固相反應(yīng)0.1～15小時，冷卻后得到所需要的超細(xì)六角晶系鐵氧體。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超細(xì)六角晶系鐵氧體的制備方法。它包括混合、灼燒、研磨、固相反應(yīng)，其特征在于溶劑用硬脂酸。它克服了已有技術(shù)適用面窄、操作復(fù)雜，生產(chǎn)周期長和生產(chǎn)條件苛刻的不足。本方法可用于制備磁性材料和隱身材料等領(lǐng)域。
文檔編號H01F1/11GK1139648SQ9511110
公開日1997年1月8日 申請日期1995年7月6日 優(yōu)先權(quán)日1995年7月6日
發(fā)明者汪信, 王曉慧, 李丹, 陸路德, 楊緒杰, 華萬森 申請人:南京理工大學(xué)