一种基于低熔点金属的磁性功能材料及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种基于低熔点金属的磁性功能材料及其制备方法，所述磁性功能材料以低熔点金属为基载液，所述基载液中分散有微纳米级的磁性材料，所述低熔点金属的熔点在5～300℃之间；所述磁性功能材料为固态、液态或膏状。本发明专利技术提供的基于低熔点金属的磁性功能材料直接由低熔点金属与微纳米级的磁性材料在一定温度、压力下进行机械混合制得，无需酸碱溶液的参与，所以材料稳定性好，而且本发明专利技术中可加入的磁性材料质量比增大，磁性材料的可利用范围也增大，所得磁性功能材料导磁性增强。本发明专利技术的基于低熔点金属的磁性功能材料可为固态或膏状或液态，从而用于不同的使用环境。

A magnetic functional material based on low melting point metal and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种基于低熔点金属的磁性功能材料及其制备方法
本专利技术涉及磁性材料领域，更具体地，涉及一种基于低熔点金属的磁性功能材料及其制备方法。
技术介绍
磁流体具有液体的流动性，又有固体磁性材料的磁性，是一种新型的功能材料。主要由磁性固体颗粒、基载液、界面活性剂三者混合而成。传统的磁流体材料基液一般是水、有机溶剂、油等，但此类基液较易挥发、变质、燃点低、沸点低，需要保存至密闭的环境中。低熔点液态金属呈流体，且性质相对稳定，一种以液态金属为基液的磁流体材料应运而生，主要以液态金属作为基载液，微米、纳米陶瓷磁性固体颗粒包覆在基载液中。传统的液态金属磁流体材料是利用包吞效应将磁性单金属颗粒分散进液态金属中，但这种方法需要引入碱性溶液或酸性溶液，与金属容易发生电化学反应，稳定性不好。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种基于低熔点金属的磁性功能材料及其制备方法。本专利技术第一目的为提供一种基于低熔点金属的磁性功能材料，以低熔点金属为基载液，所述基载液中分散有微纳米级的磁性材料，所述低熔点金属的熔点在5～300℃之间；所述磁性功能材料为固态、液态或膏状。本专利技术提供的基于低熔点金属的磁性功能材料中磁性材料可以是单质金属颗粒也可以是化合物颗粒，磁性材料的可利用范围增大，导磁性增强，又因为无酸碱溶液的使用，材料稳定性较好。而且选用不同熔点的低熔点金属可调节材料的室温状态为固态或膏状或液态，从而使磁性功能材料用于不同的使用环境。例如各种苛刻条件的磁性流体密封、减震、医疗器械、声音调节、光显示、磁流体选矿等领域。进一步地，所述磁性材料占所述磁性功能材料的5～60wt％。根据磁性材料不同的质量比例可以配置出膏状或流体两种磁性功能材料。进一步地，所述低熔点金属为镓、铟、锡、锌、铋中的一种或多种。即可以为镓、铟、锡、锌、铋的单质金属，也可以为它们组成的二元合金、三元合金或多元合金。进一步地，所述磁性材料为铁氧体磁性材料或非铁氧体磁性材料。进一步地，所述磁性材料为铁氧体磁性材料，所述磁性材料可以为硬磁或软磁，也可以为硬磁和软磁的组合。进一步优选地，所述铁氧体磁性材料为锰锌铁氧体、镍锌铁氧体、铷铁硼、尖晶石、磁铅石中的一种或多种。更优选为锰锌铁氧体、镍锌铁氧体、铷铁硼中的一种或多种。进一步地，所述磁性材料为非铁氧体磁性材料，包括但不限于氮化铁、炭化铁、氮化镍、铁、钴、镍。进一步地，所述磁性材料为铁氧体磁性材料或非铁氧体磁性材料。可以是铁氧体，非铁氧体单独材料，也可以是其中两种或多种。本专利技术中所述磁性材料的形状可以是球体、长方体、椭圆体或不规则形状，也可以是空心体，优选为球体。进一步优选地，所述磁性材料的粒径为纳米级。本专利技术中所述磁性功能材料可以放置在空气中，不需要密封保存。本专利技术所得磁性功能材料的密度为4～7g/cm3；热导率为14～19W/mK；颜色是亮银色；热膨胀系数为10*10-6～100*10-6/K；表面张力为500～700mN/m；电导率为1*106～6*106S/m。本专利技术第二目的为提供上述磁性功能材料的制备方法，包括以下步骤：将所述低熔点金属与所述微纳米级的磁性材料混合，升高温度200～400℃，控制压力在-1～-0.01MPa，然后机械混合均匀。本专利技术的方法不同于传统的液态金属磁流体的制备方法，无需酸、碱液的参与，而是直接用低熔点金属与微纳米级的磁性材料在一定温度、压力下进行机械混合，简化了工艺，而且采用该方法可加入的磁性材料的质量比增大。在本专利技术一个优选实施方式中，所述制备方法包括以下步骤：将所述低熔点金属与所述微纳米级的磁性材料混合，升高温度280～320℃，控制压力在-0.6～-0.4MPa，然后搅拌均匀。本专利技术提供的基于低熔点金属的磁性功能材料直接由低熔点金属与微纳米级的磁性材料在一定温度、压力下进行机械混合制得，无需酸碱溶液的参与，所以材料稳定性好，而且本专利技术中可加入的磁性材料质量比增大，磁性材料的可利用范围也增大，所得磁性功能材料导磁性增强。本专利技术的基于低熔点金属的磁性功能材料可为固态或膏状或液态，从而用于不同的使用环境。具体实施方式以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。实施例1本实施例提供一种基于低熔点金属的磁性功能材料，其制备方法包括以下步骤：称取金属镓、锡、锌，三者质量百分比为80:14:6，配置成17℃熔点的共晶合金，称取粒径为10微米的锰锌铁氧颗粒，与配置好的低熔点金属混合在一起，同时升温294℃，控制压力在-0.5MPa，启动机械搅拌，先快后慢，使锰锌铁氧颗粒均匀分散在低熔点金属中，配成锰锌铁氧质量百分比例为22％的膏状磁性功能材料。所得材料为亮银色，经测试其磁化强度大于120emu/g，密度为4.40g/cm3，热导率为16.5W/mK，热膨胀系数为60*10-6/K，表面张力为580mN/m，电导率为3.5*106S/m。实施例2本实施例提供一种基于低熔点金属的磁性功能材料，其制备方法包括以下步骤：称取金属镓、锡、锌，三者质量百分比为80:14:6，配置成17℃熔点的共晶合金，称取粒径为5微米的钕铁硼颗粒，与配置好的低熔点金属混合在一起，同时升温300℃，控制压力在-0.5MPa，启动机械搅拌，先快后慢，使钕铁硼颗粒均匀分散在低熔点金属中，配成质量比例为40％的膏状磁性功能材料(即钕铁硼颗粒占磁性功能材料的40wt％)。所得材料为亮银色，经测试其磁化强度大于100emu/g，密度为4.80g/cm3，热导率为15.2W/mK，热膨胀系数为45*10-6/K，表面张力为610mN/m，电导率为4.1*106S/m。实施例3本实施例提供一种基于低熔点金属的磁性功能材料，其制备方法包括以下步骤：称取金属镓、铟、锡、锌，四者质量百分比为61:25:13:1，配置成8℃熔点的共晶合金，按5％比例称取粒径为10纳米的锰锌铁氧颗粒和按5％比例称取粒径为5微米的钕铁硼颗粒，与配置好的低熔点金属混合在一起，同时升温294℃，控制压力在-0.5MPa，启动机械搅拌，先快后慢，使钕铁硼颗粒和锰锌铁氧颗粒均匀分散在低熔点金属中，配成质量比例为10％的流体磁性功能材料(即钕铁硼颗粒和锰锌铁氧颗粒的总和占磁性功能材料的10wt％)。所得材料为亮银色，经测试其磁化强度大于100emu/g，密度为5.30g/cm3，热导率为16.6W/mK，热膨胀系数为30*10-6/K，表面张力为680mN/m，电导率为1.7*106S/m。实施例4称取金属镓、锡、锌，三者质量百分比为80:14:6，配置成17℃熔点的共晶合金，称取粒径为10纳米的锰锌铁氧颗粒本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于低熔点金属的磁性功能材料，其特征在于，以低熔点金属为基载液，所述基载液中分散有微纳米级的磁性材料，所述低熔点金属的熔点在5～300℃之间；所述磁性功能材料为固态、液态或膏状。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于低熔点金属的磁性功能材料，其特征在于，以低熔点金属为基载液，所述基载液中分散有微纳米级的磁性材料，所述低熔点金属的熔点在5～300℃之间；所述磁性功能材料为固态、液态或膏状。


2.根据权利要求1所述的磁性功能材料，其特征在于，所述磁性材料占所述磁性功能材料的5～60wt％。


3.根据权利要求1或2所述的磁性功能材料，其特征在于，所述低熔点金属为镓、铟、锡、锌、铋中的一种或多种。


4.根据权利要求1或2所述的磁性功能材料，其特征在于，所述磁性材料为铁氧体磁性材料或非铁氧体磁性材料。


5.根据权利要求4所述的磁性功能材料，其特征在于，所述磁性材料为铁氧体磁性材料，为硬磁和/或软磁。


6.根据权利要求5所述的磁性功能材料，其特征在于，所述铁氧体磁性材料为锰锌铁氧体、镍锌铁氧体、铷铁硼、尖晶石、磁铅石中的一种或多种；优选为锰锌铁氧体、镍锌铁氧体、铷铁硼中的一种或多...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴清申，李哲，杨泽俊，耿成都，曹义明，康艳茹，刘静，
申请(专利权)人：云南中宣液态金属科技有限公司，
类型：发明
国别省市：云南;53