專利名稱：一種高矯頑力m型鍶鐵氧體的制備方法
一種高矯頑力M型鍶鐵氧體的制備方法技術領域
本發明屬于磁性材料的領域。涉及一種高矯頑力M型鍶鐵氧體的甘氨酸一硝酸鹽 制備方法，以分析純的硝酸鍶、硝酸鐵、硝酸鋁為原料和甘氨酸為燃料，通過自蔓延反應和 高溫燒結技術合成。技術背景
六方結構的M型鍶鐵氧體(Srf^e12O19)是一種永磁鐵氧體，具有性能穩定和抗氧化 性強等優點，因此，一直在高密度磁性材料，電磁干涉，磁流體，微波器件等領域被廣泛的應 用。由于制備M型鍶鐵氧體的資源豐富，制備成本低，制備技術成熟、簡單，因此，開展M型 鍶鐵氧體的制備和性能的研究工作，具有重要的使用價值和經濟價值。近年來，M型鍶鐵氧 體材料的制備和磁性能的研究工作雖然取得一些進展，但由于其矯頑力遠低于目前被廣泛 應用的永磁材料釹鐵硼，嚴重影響了它在磁性功能器件中的應用，成為阻礙其應用和發展 的重要問題。
近年來，有許多文章報道，通過化學合成方法可以使Srf^e12O19的矯頑力可以 達 到 6446. 9G(Xiaofeng Yang，et al，Journal of Alloys and Compounds，4752009， 312-315)；也有其它的科研小組通過La3+離子替代Srfe12O19中的狗3+離子，可以使得矯頑 力達至Ij 7000G(T. Τ· V. Nga，et al, Journal of Alloys andCompounds，475，2009，55-59)； 另外，也有其他研究人員通過調節溶膠凝膠溶液的酸堿性和替代摻雜的方法，可以使 SrFe12O19的矯頑力達到5500-6500G(祁米香等，中華人民共和國國家知識產權局，申請號 200810231633.8 ；公開號CN 101372417)。盡管人們一直試圖利用各種方法和技術提高鍶 鐵氧體的矯頑力，并取得進展，但仍遠小于釹鐵硼材料矯頑力的大小(15000G)，難以同釹鐵 硼材料競爭，阻礙了其被廣泛的應用和發展。發明內容
本發明的目的在于采用Al3+作為替代摻雜的方法，利用甘氨酸一硝酸鹽法制備M 型SrAlxFe12^xO19(0 < χ ^ 3)，解決SrFe12O19材料矯頑力小的問題。
本發明其特征在于以分析純的硝酸鍶、硝酸鋁、硝酸鐵為原料和甘氨酸為燃料，以 甘氨酸-硝酸鹽法的自蔓延反應為反應手段，制備出SrAlxFe12_x019的前驅體粉末，然后將前 驅體粉末壓片在空氣氣氛，800 1100°C下燒結2小時，即可獲得高矯頑力SrAl/e12_x019M 料。
本發明的實施過程如下
—種高矯頑力M型鍶鐵氧體的制備方法，以分析純的硝酸鍶、硝酸鐵和硝酸鋁為 原料，以甘氨酸為燃料，用量按摩爾比硝酸鍶硝酸鐵硝酸鋁=9 108-9x 9x，其中 0<x^ 3，按摩爾比硝酸鍶甘氨酸=1 21 64 ；制備過程是，用蒸餾水溶解原料和燃 料，攪拌2 3小時，然后加熱溶液使水完全揮發，通過甘氨酸的自蔓延燃燒，使硝酸鹽和甘 氨酸之間發生反應，生成SrAlxFe12_x019的前驅體粉末；再把前軀體粉末在2MPa壓力下壓制3成片，在空氣氣氛、800 1100°C下燒結2小時，生成SrAlfeihOid^ik
將生成的前驅體粉末在空氣氣氛、300°C下退火2小時，再壓制成片。退火的效果 是讓沒有完全燃燒掉的甘氨酸和一些有機物揮發出去。
優選的原料和燃料配比是按摩爾比硝酸鍶甘氨酸=1 32，這時所得到的樣品 的矯頑力更高。
本發明的主要反應過程式為
9Sr (NO3) 2+ (108_9x) Fe (NO3) 3 · 9H20+9xA1 (NO3) 3 · 9H20+190C2H5N02 — 9SrAlxFe12_x O190
本發明所制備的SrAlxFe12_x019材料具備如下優點
(1)制備SrAlxFe12_x019所需的原料硝酸鍶、硝酸鐵、硝酸鋁和燃料甘氨酸都是分析 純，而且價格低廉。
(2)制備的工藝比較簡單，能源消耗比較低。
(3)整個制備過程所需的時間比較短。
(4)制備出的SrAlxFe12_x019的矯頑力很高，可以達到15000G以上。
圖1是本發明的工藝流程圖。
圖2是本發明實施例2制得的SrAl2FeltlO19前驅體粉末的X光衍射圖
圖3是本發明實施例2制得的SrAl2FeltlO19的X光衍射圖。
圖4 是 SrAl2FeltlO19W磁滯回線圖。
具體實施方式
實施例1
將1. Olg 硝酸鍶(Sr (NO3)2) >22. 18g 硝酸鐵(Fe(NO3)3 · 9H20)和 0. 895g 硝酸鋁 (Al(NO3)3 ·9Η20)作為原料放入IOOOmL的燒杯中，并加入15. 132g甘氨酸(C2H5NO2)作為燃 料，使硝酸鍶甘氨酸=1 42配比，以適量的蒸餾水加以溶解。將燒杯放在離子攪拌器 上攪拌2 3小時，然后把燒杯放在電爐子上燒結制取出SrAltl.5Fen.5019的前驅體粉末。將 前驅體粉末收集好，在空氣氣氛，300°C下管式爐中退火2小時，讓沒有完全燃燒掉的甘氨 酸和一些有機物揮發出去。將前驅體粉末用直徑為5mm的磨具在2MPa的壓力下壓制成片， 并在管式爐里空氣氣氛，1000°C條件下燒結2小時，得到SrAla5Feil.5019樣品，通過VSM測試 得到其矯頑力是7637. 5G。
實施例2
將1.054g 硝酸鍶(Sr(N03)2)、20. 119g 硝酸鐵(Fe (NO3) 3 · 9H20)和 3. 736g 硝酸鋁 (Al(NO3)3 ·9Η20)作為原料放入IOOOmL的燒杯中，并加入11. 838g甘氨酸(C2H5NO2)作為燃 料，使硝酸鍶甘氨酸=1 32配比，以適量的蒸餾水加以溶解。將燒杯放在離子攪拌器上 攪拌2 3小時，然后把燒杯放在電爐子上燒結制取出SrAl2FeltlO19的前驅體粉末。將前驅 體粉末收集好，在空氣氣氛，300°C下管式爐中退火2小時，讓沒有完全燃燒掉的甘氨酸和 一些有機物揮發出去。圖2顯示的就是空氣氣氛，300°C條件下退火后的前驅體粉末的X射 線衍射圖，其主要成分為I^e3O4和SrAl204。將前驅體粉末用直徑為5mm的磨具在2MPa的壓力下壓制成片，并在管式爐里空氣氣氛，1050°C條件下燒結2小時，圖3顯示的就是1050°C 下燒結2小時的X射線衍射圖，其主要成分為SrAl2FeltlO19t5圖4顯示的是SrAl2FeltlO19樣品 經過測試VSM后得到的磁滯回線圖，從中我們可以清楚看到，SrAlfeltlO19M料的矯頑力可 以達到12785. 9G。
SrAl2Fe10O19 的 EDS 能譜含量如下
化學元素Wt %At%OK38. 1666. 88AlK06. 7006. 96SrL08. 4002. 69FeK46. 7423. 47
實施例3
將1. 085g 硝酸鍶(Sr (NO3) 2)、18. 643g 硝酸鐵(Fe (NO3) 3 · 9H20)和 5. 77g 硝酸鋁 (Al (NO3)3 ·9Η20)作為原料放入IOOOmL的燒杯中，并加入12. 1875g甘氨酸(C2H5NO2)作為燃 料，使硝酸鍶甘氨酸=1 32配比，以適量的蒸餾水加以溶解。將燒杯放在離子攪拌器 上攪拌2 3小時，然后把燒杯放在電爐子上燒結制取出SrAlfegO19的前驅體粉末。將前 驅體粉末用直徑為5mm的磨具在2MPa的壓力下壓制成片，并在管式爐里空氣氣氛，IlOO0C 條件下燒結2小時，得到SrAlfe9O19樣品。通過VSM測試得到其矯頑力是16876. 9G。
權利要求
1.一種高矯頑力M型鍶鐵氧體的制備方法，以分析純的硝酸鍶、硝酸鐵和硝酸鋁為原 料，以甘氨酸為燃料，用量按摩爾比硝酸鍶硝酸鐵硝酸鋁=9 108-9x 9x，其中0 < χ ≤ 3，按摩爾比硝酸鍶甘氨酸=1 21 64 ；制備過程是，用蒸餾水溶解原料和燃 料，攪拌2 3小時，然后加熱溶液使水完全揮發，通過甘氨酸的自蔓延燃燒，使硝酸鹽和甘 氨酸之間發生反應，生成SrAlxFe12_x019的前驅體粉末；再把前軀體粉末在2MPa壓力下壓制 成片，在空氣氣氛、800 1100°C下燒結2小時，生成SrAlfeihOid^ik
2.按照權利要求1所述的一種高矯頑力M型鍶鐵氧體的制備方法，其特征是，將生成的 前驅體粉末在空氣氣氛、300 V下退火2小時，再壓制成片。
3.按照權利要求1或2所述的一種高矯頑力M型鍶鐵氧體的制備方法，其特征是，按摩 爾比硝酸鍶甘氨酸=1 32。
全文摘要
本發明的一種高矯頑力M型鍶鐵氧體的制備方法屬于磁性材料的技術領域。以硝酸鍶、硝酸鐵和硝酸鋁為原料，以甘氨酸為燃料，首先用蒸餾水溶解原料和燃料，攪拌2～3小時，然后加熱溶液使水揮發掉，通過甘氨酸的自蔓延燃燒，生成SrAlxFe12-xO19的前驅體粉末；再把前軀體粉末在2MPa壓力下壓制成片，在空氣氣氛、800～1100℃下燒結2小時，即生成SrAlxFe12-xO19材料。本發明所用原料價格低廉；制備工藝簡單，所需的時間比較短，能源消耗比較低；制備出的SrAlxFe12-xO19的矯頑力很高，可以達到15000G以上。
文檔編號C04B35/622GK102030521SQ20101052418
公開日2011年4月27日 申請日期2010年10月29日 優先權日2010年10月29日
發明者姚斌, 溫戈輝, 王海珠, 賀強 申請人:吉林大學