Fe基非晶磁性流体的制备方法及磁性流体技术

本发明专利技术提供了Fe基非晶磁性流体的制备方法，属于磁性流体的制备技术领域。本发明专利技术包括如下步骤：步骤一、将Fe

【技术实现步骤摘要】
Fe基非晶磁性流体的制备方法及磁性流体


[0001]本专利技术涉及磁性流体的制备
，尤其涉及一种Fe基非晶磁性流体的制备方法，特别涉及一种Fe基非晶纳米颗磁性粒液态金属磁性流体的制备方法及利用该制备方法制备得到的磁性流体。

技术介绍

[0002]具有二级相变的非晶态合金材料由于非晶的无序结构使得磁转变具有较宽的温区，在磁制冷领域表现出独特的优势。Fe基非晶态磁热材料在一定程度上能弥补晶态磁制冷材料成本高、制冷能力低等缺陷，但它作为固态磁制冷工质，仍然表现出磁热效应弱、换热速度慢等劣势，严重制约了非晶合金材料磁制冷技术的应用。将磁性粒子包覆表面活性剂，进而制备得到一种固液两相稳定的胶体悬浮液即磁性流体，可以解决这一难题。
[0003]磁性流体是一种新型功能材料，由于其同时具有液体的流动性和固体的磁性，引起了人们的广泛关注和重视。随着非晶合金的研究进展，人们发现在颗粒尺寸及形状相同的情况下，磁性非晶合金更适合于制造磁性液体。液相化学还原法是制备非晶磁性纳米颗粒和超顺磁性、高饱和磁化强度Fe基非晶磁性液体的有效手段。
[0004]载液是磁性流体的重要组成部分，在选用磁性流体时，需要根据磁性流体的不同用途来选择载液的种类。现在国内外报道的磁性流体的载液主要以有机物和水为主。然而这些有机基磁性流体如聚苯醚类，甲苯或正己烷等一般极易挥发，且具有一定的毒性，并不适合于生物医学等领域的应用；而水作为载液制备的磁性流体，由于水的沸点比较低，高于100℃，水就会沸腾，水基磁性流体并不适用于周围环境温度较高的工程应用领域，比如高温密封和高温冷却等。传统磁性流体由于载液性质的局限性，限制了磁性流体进一步的研究和应用。因此，在常温常压下以液态存在的金属，由于具有低熔点，高沸点，低蒸汽压等特性，成为了磁性流体载液的优良选择。但是采用液态金属获得的液态金属磁性流体稳定性不足。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，为解决现有技术中采用以有机物和水作为载液所存在的技术问题，一方面，本专利技术提供了一种Fe基非晶磁性流体的制备方法，其是以GaSn共晶液态合金作为载液与Fe
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Zr
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B@Al2O3纳米磁性颗粒混合分散后进行退火处理，得到稳定的Fe基非晶纳米颗粒液态金属磁性流体。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下的技术方案：
[0007]一种Fe基非晶磁性流体的制备方法，包括如下步骤：
[0008]步骤一、将Fe
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Zr
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B@Al2O3纳米磁性颗粒与GaSn共晶液态合金载液混合分散，得到待处理金属混合液；
[0009]步骤二、在350℃～600℃的马弗炉中对步骤一种的待处理金属混合液进行退火处理，得稳定的Fe基非晶磁性流体；
[0010]所述Fe
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Zr
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B@Al2O3纳米磁性颗粒与所述GaSn共晶液态合金载液的质量体积比为4％
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40％。
[0011]优选地，Fe
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Zr
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B@Al2O3纳米磁性颗粒与所述GaSn共晶液态合金载液的质量体积比为20％，退火温度为475℃。
[0012]优选地，步骤一中，采用一步还原法制备Fe
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Zr
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B@Al2O3纳米磁性颗粒，优选包括如下步骤：
[0013]1)将Fe
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Zr
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B非晶纳米磁性颗粒加入到铝盐溶液中得到悬浮液；
[0014]2)向所述悬浮液中加入分散剂，搅拌均匀，得到悬浊液；
[0015]3)调节所述悬浊液的pH至9后，搅拌处理后进行过滤，洗涤沉淀物，干燥并研磨所述沉淀物，得到铝盐包覆的Fe
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Zr
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B纳米磁性颗粒；
[0016]4)将所述铝盐包覆的Fe
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Zr
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B纳米磁性颗粒与MgSO4溶液混合，并超声分散，得到分散液；
[0017]5)加热并不断搅拌所述分散液，得到粉末混合物，将所述粉末混合物加热使铝盐转化为Al2O3；
[0018]6)除去MgSO4粉末，干燥得到Fe
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Zr
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B@Al2O3纳米磁性颗粒。
[0019]优选地，5)中，在60
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90℃下加热并不断搅拌1.5h使水溶剂完全，将得到的混合物180℃下加热2h，使铝盐转化为Al2O3。
[0020]优选地，所述Fe
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Zr
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B非晶纳米磁性颗粒采用化学还原法或者化学共沉淀法制备。
[0021]优选地，4)中，分散液中Mg和Al的原子百分比为Mg：Al＝20：1。
[0022]优选地，步骤二中，退火温度为450℃～550℃，退火时间为120min。
[0023]优选地，步骤一中，混合分散采用机械搅拌和/或超声分散。
[0024]优选地，步骤一具体为：
[0025]采用机械搅拌装置搅拌所述GaSn共晶液态合金载液，同时用超声分散进行分散相结合，向所述GaSn共晶液态合金载液中加入Fe
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Zr
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B@Al2O3纳米磁性颗粒，温度控制在35
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50℃，混合分散时间不小于1小时。
[0026]另一方面，本专利技术还提供了一种磁性流体，采用上述Fe基非晶磁性流体的制备方法制备得到。
[0027]本专利技术相对于现有技术，具有如下的有益效果：
[0028]本专利技术提供的Fe基非晶磁性流体的制备方法，采用室温下呈液态的镓锡共晶合金作为磁性流体的载液，将Al2O3包覆的Fe
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Zr
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B非晶纳米颗粒作为磁性粒子，分散在液态金属共晶合金中，使得制备得到的非晶纳米颗粒液态金属磁性流体稳定性好，同时具有良好的流动性和优良的磁性性能。而且非晶纳米颗粒液态金属磁性流体无毒性，不易挥发，可耐高低温，同时具有金属的高热传导性和导电性能解决了传统磁性流体所存在的问题。
具体实施方式
[0029]本专利技术提供了一种Fe基非晶磁性流体的制备方法，包括如下步骤：
[0030]步骤一、将Fe
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Zr
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B@Al2O3纳米磁性颗粒与GaSn共晶液态合金载液混合分散，得到待处理金属混合液；
[0031]步骤二、在350℃～600℃的马弗炉中对步骤一种的待处理金属混合液进行退火处
理，得稳定的Fe基非晶磁性流体；
[0032]所述Fe
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Zr
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B@Al2O3纳米磁性颗粒与所述GaSn共晶液态合金载液的质量体积比为4％
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40％。
[0033]在本专利技术中，最优地Fe
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Zr
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B@Al2O3纳米磁性颗粒与所述GaSn共晶液态合金载液的质量体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Fe基非晶磁性流体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、将Fe
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Zr
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B@Al2O3纳米磁性颗粒与GaSn共晶液态合金载液混合分散，得到待处理金属混合液；步骤二、在350℃～600℃的马弗炉中对步骤一种的待处理金属混合液进行退火处理，得稳定的Fe基非晶磁性流体；所述Fe
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Zr
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B@Al2O3纳米磁性颗粒与所述GaSn共晶液态合金载液的质量体积比为4％
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40％。2.根据权利要求1所述的一种Fe基非晶磁性流体的制备方法，其特征在于，优选地，Fe
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Zr
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B@Al2O3纳米磁性颗粒与所述GaSn共晶液态合金载液的质量体积比为20％，退火温度为475℃。3.根据权利要求1所述的一种Fe基非晶磁性流体的制备方法，其特征在于，步骤一中，采用一步还原法制备Fe
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Zr
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B@Al2O3纳米磁性颗粒，优选包括如下步骤：1)将Fe
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Zr
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B非晶纳米磁性颗粒加入到铝盐溶液中得到悬浮液；2)向所述悬浮液中加入分散剂，搅拌均匀，得到悬浊液；3)调节所述悬浊液的pH至9后，搅拌处理后进行过滤，洗涤沉淀物，干燥并研磨所述沉淀物，得到铝盐包覆的Fe
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B纳米磁性颗粒；4)将所述铝盐包覆的Fe
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B纳米磁性颗粒与MgSO4溶液混合，并超声分散，得到分散液；5)加热并不断搅拌所述分散液，得到粉末混合物，将...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨春成，李腾，李艳，
申请(专利权)人：河北地质大学，
类型：发明
国别省市：