專利名稱：一種鋇鐵氧體磁性粉體的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁性材料制備，特別涉及一種鋇鐵氧體磁性粉體的制 備方法。
背景技術(shù)：
鋇鐵氧體(BaFe12019)磁性粉體以其優(yōu)異的磁學(xué)性能和良好的化學(xué)穩(wěn) 定性，作為六角晶系的一種磁性材料，可做永磁材料，微波吸收材料，垂 直磁記錄材料及磁光記錄材料等，目前在無線電電子學(xué)、自動(dòng)控制、計(jì)算 機(jī)、激光調(diào)制、磁光器件和高頻設(shè)備中都得到了廣泛應(yīng)用。近年來制造垂 直磁記錄用鋇鐵氧體粉體的方法有陶瓷工藝煅燒法、共沉淀法、水熱法、 玻璃晶化法、溶膠一凝膠法(CN1202707A)、表面包覆法、自燃燒法(CN 1654144A)等。陶瓷工藝煅燒法制備的離子粒度粗大，且分布不均勻，分 散性差。不適于作為磁記錄介質(zhì)使用，而且高溫焙燒，能耗大；共沉淀法 工藝簡單，操作方便，成本低，制得的鐵氧體離子均勻，易調(diào)節(jié)，易于工 業(yè)化生產(chǎn)，缺點(diǎn)是沉淀的水洗困難；水熱法制備的磁粉，分散性好、無燒 結(jié)現(xiàn)象，但粒度較大，結(jié)晶性較差，且設(shè)備儀器昂貴，工藝復(fù)雜，高壓操 作不易工業(yè)化生產(chǎn)；玻璃晶化法制備的鋇鐵氧體結(jié)晶性好，粒度細(xì)且分布 窄，分散性好。設(shè)備簡單、操作方便，適于大批量生產(chǎn)。但能耗較大，形 狀比小，取向性也較差。溶膠一凝膠技術(shù)具有原料分子水平混合，生成物 組成及離子代換容易控制，粒度分布窄，磁性能優(yōu)良等特點(diǎn)，但絡(luò)合膠凝 劑用量較大，成本較高，且合成粉體需要較高溫度，粉體可能發(fā)生團(tuán)聚。 自燃燒法以溶膠一凝膠法為基礎(chǔ)，利用硝酸鹽與羧酸反應(yīng)，在低溫下即可實(shí)現(xiàn)原位氧化，自發(fā)燃燒快速合成產(chǎn)物的初級(jí)粉末。此法操作簡單易行、 實(shí)驗(yàn)周期短。但實(shí)驗(yàn)過程反應(yīng)速度快，實(shí)驗(yàn)具有一定的危險(xiǎn)性，不適宜大 批量生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供了一種制備工藝簡 單，操作方便，能耗低，節(jié)約能源，適于大批量生產(chǎn)的鋇鐵氧體磁性粉體 的制備方法，按照本發(fā)明制備方法制得的鋇鐵氧體磁性粉體顆粒尺寸小， 分布范圍窄，而且還具有良好的板狀粒子形狀，粒子之間沒有燒結(jié)，磁性 能優(yōu)良。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
1) 首先，將鋇和鐵的鹽溶液按Ba: Fe為1: 1 12的摩爾比混合均 勻，滴入NaOH溶液，控制pH值為11 12，攪拌1 2h，老化后形成鋇-鐵混合液；
2) 其次，將硼酸溶于6(TC的去離子水中，攪拌均勻后形成硼酸溶液， 所說的硼酸溶液中的B與鋇-鐵混合液中的Ba和Fe的摩爾比為1: 1: l
12;
3) 然后，將鈦酸四丁酯放入燒杯中，在攪拌下向燒杯中滴入乙醇溶 液，控制乙醇溶液的加入量，直至鈦酸四丁酯形成透明溶膠得含Ti02的溶 膠，將含Ti02的溶膠與硼酸溶液混合攪拌均勻得混合液A，其中Ti02的含 量占B-Ba-Fe玻璃質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的1 5%;
4) 向混合溶液A中加入鋇-鐵混合液，并將混合溶液在90'C下攪拌 12 48h，再將溶液置于干燥箱中于200 40(TC下保溫12 72h，即形成 玻璃；
5) 將形成的玻璃放入馬弗爐中于650 80(TC下保t顯0.5 5h，隨爐冷卻后將其破碎成粒徑小于lmm的粉末，再將該粉末放入質(zhì)量濃度為40 X的HF中，攪拌0.5 2h，過濾后再用去離子水洗滌去除B203、 BaO，烘 干后即得板狀鋇鐵氧體磁性粉體。
本發(fā)明的鋇的鹽溶液為Ba(N03)2、 BaS(X或BaCl2溶液；鐵的鹽溶液為 Fe (N03) 39H20、 Fe2 (S04) 3或FeCl3溶液。
本發(fā)明利用溶膠凝膠法在低溫下制備鋇鐵氧體玻璃，再將鋇鐵氧體玻 璃在析晶溫度下結(jié)晶得到鋇鐵氧體微晶玻璃，最后將BA、 BaO玻璃成分 去除，烘干后即得到板狀鋇鐵氧體磁性微粉。 一方面彌補(bǔ)了溶膠凝膠法制 備鋇鐵氧體易發(fā)生團(tuán)聚的缺點(diǎn)；另一方面彌補(bǔ)了玻璃結(jié)晶法在制備玻璃時(shí) 的高溫熔融(一般在140(TC以上)，能耗大的缺點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例l，首先，將Ba(N03)2溶液和Fe(N03):朋20溶液按Ba: Fe為l: 3的摩爾比混合均勻，滴入NaOH溶液，控制pH值為12，攪拌lh，老化后 形成鋇-鐵混合液；其次，將硼酸溶于6(TC的去離子水中，攪拌均勻后形 成硼酸溶液，所說的硼酸溶液中的B與鋇-鐵混合液中的Ba和Fe的摩爾
比為1: 1: 3;然后，將鈦酸四丁酯放入燒杯中，在攪拌下向燒杯中滴入
乙醇溶液，控制乙醇溶液的加入量，直至鈦酸四丁酯形成透明溶膠得含Ti02 的溶膠，將含Ti02的溶膠與硼酸溶液混合攪拌均勻得混合液A，其中Tia 的含量占B-Ba-Fe玻璃質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的3%;向混合溶液A中加入鋇-鐵混合 液，并將混合溶液在9(TC下攪拌12h，再將溶液置于干燥箱中于20(TC下 保溫72h，即形成玻璃；將形成的玻璃放入馬弗爐中于80(TC下保溫0.5h， 隨爐冷卻后將其破碎成粒徑小于lmm的粉末，再將該粉末放入質(zhì)量濃度為 40X的HF中，攪拌0.5h，過濾后再用去離子水洗滌去除B必,、BaO，烘干 后即得板狀鋇鐵氧體磁性粉體。所制備的鋇鐵氧體磁性粉體顆粒直徑約30 80nm，板狀比(用板徑/板厚表示)平均值4。
實(shí)施例2，首先，將BaS04溶液和Fe2(S0丄溶液按Ba: Fe為1: 8的 摩爾比混合均勻，滴入NaOH溶液，控制pH值為ll，攪拌2h，老化后形 成鋇-鐵混合液；其次，將硼酸溶于6(TC的去離子水中，攪拌均勻后形成 硼酸溶液，所說的硼酸溶液中的B與鋇-鐵混合液中的Ba和Fe的摩爾比
為1: 1: 8;然后，將鈦酸四丁酯放入燒杯中，在攪拌下向燒杯中滴入乙
醇溶液，控制乙醇溶液的加入量，直至鈦酸四丁酯形成透明溶膠得含Ti02 的溶膠，將含Ti02的溶膠與硼酸溶液混合攪拌均勻得混合液A，其中丁102 的含量占B-Ba-Fe玻璃質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的5。％;向混合溶液A中加入鋇-鐵混合 液，并將混合溶液在9(TC下攪拌36h，再將溶液置于干燥箱中于40(rC下 保溫12h，即形成玻璃；將形成的玻璃放入馬弗爐中于750"C下保溫lh， 隨爐冷卻后將其破碎成粒徑小于lmm的粉末，再將該粉末放入質(zhì)量濃度為 40%的，中，攪拌lh，過濾后再用去離子水洗滌去除BA、 BaO，烘干后 即得板狀鋇鐵氧體磁性粉體。所制備的鋇鐵氧體磁性粉體顆粒直徑約30 90nm，板狀比(用板徑/板厚表示)平均值4。
實(shí)施例3，首先，將BaCl2溶液和FeCl3溶液按Ba: Fe為1: 12的摩 爾比混合均勻，滴入NaOH溶液，控制pH值為11.5，攪拌1. 5h，老化后 形成鋇-鐵混合液；其次，將硼酸溶于6(TC的去離子水中，攪拌均勻后形 成硼酸溶液，所說的硼酸溶液中的B與鋇-鐵混合液中的Ba和Fe的摩爾
比為l: 1: 12;然后，將鈦酸四丁酯放入燒杯中，在攪拌下向燒杯中滴入
乙醇溶液，控制乙醇溶液的加入量，直至鈦酸四丁酯形成透明溶膠得含Ti02 的溶膠，將含Ti02的溶膠與硼酸溶液混合攪拌均勻得混合液A，其中Ti02 的含量占B-Ba-Fe玻璃質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的2%;向混合溶液A中加入鋇-鐵混合 液，并將混合溶液在9(TC下攪拌48h，再將溶液置于干燥箱中于30(TC下保溫48h，即形成玻璃；將形成的玻璃放入馬弗爐中于65(TC下保溫5h， 隨爐冷卻后將其破碎成粒徑小于lmm的粉末，再將該粉末放入質(zhì)量濃度為 40X的HF中，攪拌2h，過濾后再用去離子水洗滌去除BA、 BaO，烘干后 即得板狀鋇鐵氧體磁性粉體。所制備的鋇鐵氧體磁性粉體顆粒直徑約30 100nm，板狀比(用板徑/板厚表示)平均值3。
實(shí)施例4，首先，將Ba(N03)2溶液和Fe2(S0》3溶液按Ba: Fe為1: 5 的摩爾比混合均勻，滴入NaOH溶液，控制pH值為12，攪拌2h，老化后 形成鋇-鐵混合液；其次，將硼酸溶于6(TC的去離子水中，攪拌均勻后形 成硼酸溶液，所說的硼酸溶液中的B與鋇-鐵混合液中的Ba和Fe的摩爾
比為1: 1: 5;然后，將鈦酸四丁酯放入燒杯中，在攪拌下向燒杯中滴入
乙醇溶液，控制乙醇溶液的加入量，直至鈦酸四丁酯形成透明溶膠得含Ti02 的溶膠，將含Ti02的溶膠與硼酸溶液混合攪拌均勻得混合液A，其中Ti02 的含量占B-Ba-Fe玻璃質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的1%;向混合溶液A中加入鋇-鐵混合 液，并將混合溶液在9(TC下攪拌24h，再將溶液置于干燥箱中于36(TC下 保溫20h，即形成玻璃；將形成的玻璃放入馬弗爐中于70(TC下保溫2h， 隨爐冷卻后將其破碎成粒徑小于lmm的粉末，再將該粉末放入質(zhì)量濃度為 40%的冊(cè)中，攪拌1.5h，過濾后再用去離子水洗滌去除BA、 BaO，烘千 后即得板狀鋇鐵氧體磁性粉體。所制備的鋇鐵氧體磁性粉體顆粒直徑約 30 90nm，板狀比(用板徑/板厚表示)平均值5。
實(shí)施例5，首先，將BaS(V溶液和FeCl3溶液按Ba: Fe為l: 10的摩 爾比混合均勻，滴入NaOH溶液，控制pH值為ll，攪拌lh，老化后形成 鋇-鐵混合液；其次，將硼酸溶于6(TC的去離子水中，攪拌均勻后形成硼 酸溶液，所說的硼酸溶液中的B與鋇-鐵混合液中的Ba和Fe的摩爾比為1: 1: 10;然后，將鈦酸四丁酯放入燒杯中，在攪拌下向燒杯中滴入乙醇溶液，控制乙醇溶液的加入量，直至鈦酸四丁酯形成透明溶膠得含Ti02的溶 膠，將含Ti02的溶膠與硼酸溶液混合攪拌均勻得混合液A，其中Ti02的含 量占B-Ba-Fe玻璃質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的4%;向混合溶液A中加入鋇-鐵混合液， 并將混合溶液在9(TC下攪拌30h，再將溶液置于干燥箱中于23(TC下保溫 64h，即形成玻璃；將形成的玻璃放入馬弗爐中于73(TC下保溫4h，隨爐 冷卻后將其破碎成粒徑小于lmm的粉末，再將該粉末放入質(zhì)量濃度為40 ^的HF中，攪拌2h，過濾后再用去離子水洗漆去除B203、 BaO，烘干后即 得板狀鋇鐵氧體磁性粉體。所制備的鋇鐵氧體磁性粉體顆粒直徑約30 70nm，板狀比(用板徑/板厚表示)平均值3。
實(shí)施例6，首先，將BaCl2溶液和Fe(N03)3恥0溶液按Ba: Fe為l: 1 的摩爾比混合均勻，滴入NaOH溶液，控制pH值為12，攪拌1.5h，老化 后形成鋇-鐵混合液；其次，將硼酸溶于6(TC的去離子水中，攪拌均勻后 形成硼酸溶液，所說的硼酸溶液中的B與鋇-鐵混合液中的Ba和Fe的摩 爾比為1: 1: 1;然后，將鈦酸四丁酯放入燒杯中，在攪拌下向燒杯中滴 入乙醇溶液，控制乙醇溶液的加入量，直至鈦酸四丁酯形成透明溶膠得含 Ti02的溶膠，將含Ti02的溶膠與硼酸溶液混合攪拌均勻得混合液A，其中 Ti02的含量占B-Ba-Fe玻璃質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的5%;向混合溶液A中加入鋇-鐵 混合液，并將混合溶液在9(TC下攪拌40h，再將溶液置于干燥箱中于280 。C下保溫36h，即形成玻璃；將形成的玻璃放入馬弗爐中于76(TC下保溫 3h，隨爐冷卻后將其破碎成粒徑小于lmm的粉末，再將該粉末放入質(zhì)量濃 度為40X的HF中，攪拌0.5h，過濾后再用去離子水洗滌去除8203、 BaO，
烘干后即得板狀鋇鐵氧體磁性粉體。所制備的鋇鐵氧體磁性粉體顆粒直徑 約30 80nm，板狀比(用板徑/板厚表示)平均值5。
本發(fā)明采用溶S交凝膠法制備鋇鐵氧體玻璃，通過玻璃析晶制備鋇鐵氧體磁性粉體， 一方面彌補(bǔ)了溶膠凝膠法制備鋇鐵氧體易發(fā)生團(tuán)聚的缺點(diǎn)； 另一方面彌補(bǔ)了玻璃結(jié)晶法在制備玻璃時(shí)的高溫熔融(一般在140(TC以 上)，能耗大的缺點(diǎn)。按照本發(fā)明制備方法制得的鋇鐵氧體磁性粉體粒子 尺寸小，分布范圍窄，而且還具有良好的板狀粒子形狀，粒子之間沒有燒 結(jié)，磁性能優(yōu)良好。本發(fā)明制備工藝簡單，操作方便，能耗低，節(jié)約能源， 適于大批量生產(chǎn)。
權(quán)利要求
1、一種鋇鐵氧體磁性粉體的制備方法，其特征在于1)首先，將鋇和鐵的鹽溶液按BaFe為11～12的摩爾比混合均勻，滴入NaOH溶液，控制pH值為11～12，攪拌1～2h，老化后形成鋇-鐵混合液；2)其次，將硼酸溶于60℃的去離子水中，攪拌均勻后形成硼酸溶液，所說的硼酸溶液中的B與鋇-鐵混合液中的Ba和Fe的摩爾比為111～12；3)然后，將鈦酸四丁酯放入燒杯中，在攪拌下向燒杯中滴入乙醇溶液，控制乙醇溶液的加入量，直至鈦酸四丁酯形成透明溶膠得含TiO2的溶膠，將含TiO2的溶膠與硼酸溶液混合攪拌均勻得混合液A，其中TiO2的含量占B-Ba-Fe玻璃質(zhì)量百分?jǐn)?shù)的1～5％；4)向混合溶液A中加入鋇-鐵混合液，并將混合溶液在90℃下攪拌12～48h，再將溶液置于干燥箱中于200～400℃下保溫12～72h，即形成玻璃；5)將形成的玻璃放入馬弗爐中于650～800℃下保溫0.5～5h，隨爐冷卻后將其破碎成粒徑小于1mm的粉末，再將該粉末放入質(zhì)量濃度為40％的HF中，攪拌0.5～2h，過濾后再用去離子水洗滌去除B2O3和BaO，烘干后即得板狀鋇鐵氧體磁性粉體。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋇鐵氧體磁性粉體的制備方法，其特征在 于所說的鋇的鹽溶液為Ba(N03)2、 BaS04或BaCl2溶液。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋇鐵氧體磁性粉體的制備方法，其特征在 于所說的鐵的鹽溶液為Fe(N03)湖20、 Fe2(S04)3或FeCl3溶液。
全文摘要
一種鋇鐵氧體磁性粉體的制備方法，利用溶膠凝膠法在低溫下制備鋇鐵氧體玻璃，再將鋇鐵氧體玻璃在析晶溫度下結(jié)晶得到鋇鐵氧體微晶玻璃，最后將B₂O₃、BaO玻璃成分去除，烘干后即得到板狀鋇鐵氧體磁性微粉。一方面彌補(bǔ)了溶膠凝膠法制備鋇鐵氧體易發(fā)生團(tuán)聚的缺點(diǎn)；另一方面彌補(bǔ)了玻璃結(jié)晶法在制備玻璃時(shí)的高溫熔融(一般在1400℃以上)，能耗大的缺點(diǎn)。按照本發(fā)明制備方法制得的鋇鐵氧體磁性粉體顆粒尺寸小，分布范圍窄，而且還具有良好的板狀粒子形狀，粒子之間沒有燒結(jié)，磁性能優(yōu)良。
文檔編號(hào)C04B35/26GK101531502SQ20091002186
公開日2009年9月16日 申請(qǐng)日期2009年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月3日
發(fā)明者劉新年, 張文功, 森 王, 郭宏偉, 郭曉琛, 陳真真, 高檔妮, 佩 魏 申請(qǐng)人:陜西科技大學(xué)