具有亚铁磁性的材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种具有亚铁磁性的材料及其制备方法，制备方法包括：提供Al2O3粉末、CuO粉末和Fe2O3粉末；将所述Al2O3粉末、CuO粉末和Fe2O3粉末按预定比例混合，其中化学计量摩尔比Al∶Cu∶Fe＝1∶3∶4；将混合后的粉末研磨预定时间后，在常压空气气氛、700～900℃温度范围内对研磨后的粉末进行烧结形成具有亚铁磁性的AlCu3Fe4O12。本发明专利技术采用固相法常压下空气气氛中烧结，工艺简单，低成本，适合于工业化生产。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种，制备方法包括：提供Al2O3粉末、CuO粉末和Fe2O3粉末；将所述Al2O3粉末、CuO粉末和Fe2O3粉末按预定比例混合，其中化学计量摩尔比Al∶Cu∶Fe＝1∶3∶4；将混合后的粉末研磨预定时间后，在常压空气气氛、700～900℃温度范围内对研磨后的粉末进行烧结形成具有亚铁磁性的AlCu3Fe4O12。本专利技术采用固相法常压下空气气氛中烧结，工艺简单，低成本，适合于工业化生产。【专利说明】
本专利技术属于无机非金属材料领域，特别涉及了一种具有亚铁磁性的材料及其制备 方法。
技术介绍
磁性材料一般可分成五类，即顺磁性材料、抗磁性材料、反铁磁性材料、铁磁性材 料和亚铁磁性材料。对于亚铁磁性材料，只要在很小的磁场作用下就能被磁化到饱和，不但 磁化率X d > 0,而且数值大到101?1〇3数量级，其磁化强度Μ与磁场强度Η之间的关系是 非线性的复杂函数关系，反复磁化时出现磁滞现象。 亚铁磁材料在外场撤离后，其磁性很快消除，在电磁元件中有广泛的用途。目 前?艮道的 YCu3Fe4012 (Hidenobu Etani, Ikuya Yamada, Kenya Ohgushi, Naoaki Hayashi, Yoshihiro Kusano,Masaichiro Mizumaki，Jungeun Kim，Naruki Tsuji，RyojiTakahashi， Norimasa Nishiyama，Toru Inoue，Tetsuo Irifune，and Mikio Takano, J. Am. Chem. Soc. 2013,135,6100-6106)，其制备需要高压15GPa和高温1000°C。其实温度1000°C是很 容易实现的，但是，高压15GPa则在工业上和实验室里不易实现，极大地限制了其生产。如 何实现在常压下生产该亚铁磁性材料具有很大的实际意义。 因此，研发一种制备简单、成本较低的亚铁磁性材料具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于研发一种制备简单、成本较低的亚铁磁性材料。 为实现上述目的，本专利技术提供一种具有亚铁磁性材料的制备方法，包括： 提供A1203粉末、CuO粉末和Fe203粉末； 将所述A1203粉末、CuO粉末和Fe20 3粉末按预定比例混合，其中化学计量摩尔比 Al ： Cu ： Fe = 1 ： 3 ： 4 ； 将混合后的粉末研磨预定时间后，在常压空气气氛、700?900°C温度范围内对研 磨后的粉末进行烧结形成具有亚铁磁性的AlCu 3Fe4012。 可选的，所述A1203粉末的粒径为：300-500目、CuO粉末的粒径为：200-400目，所 述Fe 203粉末的粒径为：200-400目。 可选的，所述研磨的时间大于等于2小时。 可选的，所述烧结的时间大于等于2小时。 可选的，所述烧结的时间为6-8小时。 可选的，对混合粉末研磨后，进行烧结前，还包括：对混合粉末进行压片；压片工 艺采用的装置为单轴压片机，压力为100-300MPa，压片后形成直径10mm、长度5-15mm为圆 柱体。 本专利技术还提供一种具有亚铁磁性的材料，所述材料为AlCu3Fe40 12化合物。 本专利技术的有益效果： 本专利技术在常压空气气氛、700?900°C温度范围内利用固相烧结法对研磨后的 A1203粉末、CuO粉末和Fe203粉末进行烧结，实现亚铁磁性的AlCu 3Fe4012。烧结方法简单，容 易实现，成本低，适合于工艺化生产。 【专利附图】【附图说明】 图 1 为实例 1 合成的 AlCu3Fe4012 的 XRD 图谱（700°C，8h)。 图 2 为实例 2 合成的 AlCu3Fe4012 的 XRD 图谱（800°C，6h)。 图 3 为实例 3 合成的 AlCu3Fe4012 的 XRD 图谱（900°C，6h)。 图4为所制备的AlCu3Fe4012的磁滞回线。 【具体实施方式】 本实施例的具有亚铁磁性材料的制备方法，包括： 提供A1203粉末、CuO粉末和Fe20 3粉末； 将所述A1203粉末、CuO粉末和Fe20 3粉末按预定比例混合，其中化学计量摩尔比 Al ： Cu ： Fe = 1 ： 3 ： 4 ； 将混合后的粉末研磨预定时间后，在常压空气气氛、700?900°C温度范围内对研 磨后的粉末进行烧结形成具有亚铁磁性的AlCu 3Fe4012。 其中， 所述A1203粉末的粒径为：300-500目、CuO粉末的粒径为：200-400目，所述Fe 203 粉末的粒径为：200-400目。但不限于以上所列粒径。 所述研磨的时间大于等于2小时。 所述烧结的时间大于等于2小时，可以选择烧结的时间为6-8小时。 研磨的目的是为了让各种粉末更好的混合。烧结的时间必须大于等于2小时，如 果小于2小时，不能形成具有亚铁磁性的AlCu 3Fe4012。 按照以上方法形成的具有亚铁磁性的AlCu3Fe40 12为陶瓷材料。 为了形成块状的具有亚铁磁性的AlCu3Fe40 12，对混合粉末研磨后，进行烧结前，可 以对混合粉末进行压片。其中，例如可以利用单轴压片机，压片工艺的压力为100_300MPa， 压片后形成直径l〇mm、长度5-15mm为圆柱体。 实例 1-制备陶瓷 AlCu3Fe4012 将粉末状的Al203、Cu0和Fe20 3按化学计量摩尔比Al : Cu : Fe = 1 : 3 : 4称 取原料；之后将三种粉末放到研钵内研磨2h，用单轴方向压片机200MPa的压强下压制成直 径10mm，高10mm的圆柱体。在空气气氛炉子中，700°C温度下烧结8h，空气中自然降至室温。 产品对应的XRD图谱物相分析见图1，图1的XRD结果显示形成了纯的立方相 AlCu3Fe4012(XRD中没有杂质相和原料的峰）。 实例 2-制备陶瓷 AlCu3Fe4012 与实例1的不同之处在于：烧结温度为800°C，烧结时间是6h。产品对应的XRD图 谱物相分析见图2,图2的XRD结果显示形成了纯的立方相AlCu 3Fe4012(XRD中没有杂质相 和原料的峰）。 实例 3-制备陶瓷 AlCu3Fe4012 与实例1和2的不同之处在于：烧结温度为900°C，烧结时间为6h。产品对应的 XRD图谱物相分析见图3,图3的XRD结果显示形成了纯的立方相AlCu3Fe4012 (XRD中没有杂 质相和原料的峰）。 磁性测试实验 图4是所制备的AlCu3Fe4012的磁滞回线。通过曲线可以看出，在外磁场B接近 20000e时，AlCu 3Fe4012的磁化强度接近饱和值（18emu)，说明所制备的样品属于亚铁磁性材 料。在外磁场等于零时，AlCu 3Fe4012的磁矩并不等于零，说明制备的样品具有一定的剩磁。 本专利技术具体实施例还提供一种具有亚铁磁性的材料，所述材料为AlCu3Fe 4012化合 物。该材料为陶瓷材料。【权利要求】1. 一种具有亚铁磁性材料的制备方法，其特征在于，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有亚铁磁性材料的制备方法，其特征在于，包括：提供Al2O3粉末、CuO粉末和Fe2O3粉末；将所述Al2O3粉末、CuO粉末和Fe2O3粉末按预定比例混合，其中化学计量摩尔比Al∶Cu∶Fe＝1∶3∶4；将混合后的粉末研磨预定时间后，在常压空气气氛、700～900℃温度范围内对研磨后的粉末进行烧结形成具有亚铁磁性的AlCu3Fe4O12。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：袁保合，徐启，单雯雯，王玉生，罗世钧，
申请(专利权)人：华北水利水电大学，
类型：发明
国别省市：河南;41