一种锰锌铁氧体晶体的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种锰锌铁氧体晶体的合成方法。它采用室温固相化学反应直接合成法，具体工艺是，以锌盐粉末、锰盐粉末、铁盐粉末、碳酸盐粉末为原料，加入模板剂，在室温、常压的条件下混合后研磨，接着让反应混合物室温下静置，然后用水洗去反应混合物中可溶性的无机盐副产物，过滤，将滤饼烘干，得到锰锌铁氧体晶体的前驱体；将前驱体在３５０～１１００℃、常压的条件下煅烧，得到空间群为Ｆｄ－３ｍ（２２７）的立方型锰锌铁氧体晶体粉末。本发明专利技术的方法与现有技术相比较，具有反应不需要溶剂，反应条件较温和、易控制，工艺简单、原料价廉、来源广泛等优点。得到的锰锌铁氧体晶体其比饱和磁化强度大、剩磁小，是一种高性能的软磁性材料。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锰锌铁氧体晶体材料，具体是高性能铁酸锰锌氧体晶体的合成方 法。
技术介绍
锰锌铁氧体晶体，MnxZni-xFe204，是一类重要的磁性材料，该材料被广泛用于 各种电子和磁性应用中，例如变压器、扼流圈、噪声滤波器和记录磁头，这是 由于它们的高磁渗透性和低磁损失。它们也是高密度和低噪声级别的记录媒体 的候选材料。它们的性能主要取决于它们的微结构特征，例如烧结密度、微晶 尺寸、粒子尺寸分布、晶型和引入的添加剂的量。为此，人们在锰锌铁氧体粉 末的研制方面进行了大量工作，开发出了多种合成方法，包括高温固相反应法、 高能球磨法、沉淀/共沉淀法、水热法、溶胶-凝胶法等制备锰锌铁氧体的方法。高温固相反应法高温固相反应法是按合成的锰锌铁氧体的成分，将所需的反应物混合均匀后 直接置于高温炉中进行反应。中国专利〈申请号〉200610011648〈专利技术名称〉一种内部供氧自蔓延高温合成 锰锌铁氧体的方法〈申请人〉北京科技大学〈文摘〉本专利技术提供了一种内氧化自 蔓延高温合成锰锌铁氧体的方法，它将原料Mn02 (Mn304)、 ZnO、 Fe203、 Fe粉 按比例Mn。.5Zn。.5Fe2 0j己料、混合；加入不同内部供氧剂朋4恥3、 KC103、 KMn04， 混合均匀后，低温干燥后置于石墨保护的耐火舟，接入钨丝线圈，空气中通电点燃粉末；将合成的粉末置于球磨罐中湿磨去除残留在铁氧体内的剩余物质， 合成锰锌铁氧体粉末经研磨水洗后烘干。本专利技术的优点在于省去复杂的高压 设备或增压设备，安全，省时，节能，实现了普通的高温容器燃烧合成铁氧体。 中国专利〈申请号〉200510039261 〈专利技术名称〉高频低损耗锰锌铁氧体及其 制备方法〈申请人〉冯建湘〈文摘〉本专利技术公开一种高频低损耗锰锌铁氧体及其 制备方法。它是用三氧化二铁(53.8 54.6摩尔％)、氧化锰(43.0 43.8摩 尔％)、氧化锌(2. 4 3. 5摩尔％)、分散剂(0. 6 1. 2重量％)、粘合剂(0. 6 2.0重量％)和消泡剂(0.2 0.6重量％)，经混合、干燥、预烧、粉碎、研磨、 再次干燥、成型、烧结等步骤而制成高频低损耗锰锌铁氧体。高能球磨法高能球磨法是将金属氧化物粉末置于高能球磨机中进行球磨活化后再进 行高温反应转化成产品。用该法合成锰锌铁氧体已有相关报道。《硅酸盐通报》2008， 27(1): 95-95上刊登了盐城工学院江苏省生态环境 材料重点建设实验室罗驹华，王加芳的"机械力化学法制备MnZn铁氧体粉体的 研究"。该文以Mn02、 Fe203和Zn0为原料，经高能球磨物料40h后，再在1200 °C 下煅烧成单相锰锌铁氧体。《电子材料与电子技术》2009， (1): 1-5上刊登了刘海定等的"球磨时间 对Mna63Zn。.32 Fe2,。504铁氧体性能的影响"。该文以工业级Fe203、 Mn30^n ZnO为 原料，按组成分子式Mna63Zn。.32 62.。504进行配料，将反应物进行高能球磨3小时 后，在950 "C下预烧3 h，再将预烧料进行二次球磨，再在1380 X:下煅烧。 考察了二次球磨时间对粉料粒度以及铁氧体烧结样品磁性能的影响。中国专利〈申请号〉200510040358〈专利技术名称〉锰-锌铁氧体磁体材料及其用该材料制备高导锰一锌铁氧体的方法〈申请人〉苏州冠达磁业有限公司 <文 摘〉本专利技术公开了一种锰一锌铁氧体磁体材料及其用该材料制备高导锰一锌铁 氧体的方法，它以氧化铁、氧化锰、氧化锌为原料，经互混合，振磨后预烧，然后加入按组分500 1000卯m的氧化钙和300 1500卯m的氧化钛及100 400 ppm的氧化铋的辅助原料并进行纱磨。用该粉末烧结成的产品具有初始磁导率、 比损耗系数、比温度系数较为理想，且能改善磁导率一温度的特性。 沉淀/共沉淀法沉淀/共沉淀法是向含有锰、锌、铁离子的溶液中加入沉淀剂，使锰、锌、 铁共沉淀，将沉淀物烘干后再进行高温转化成产品。目前，已开发出了多种合 成工艺。《中南工业大学学报》2002， 33 (4): 364-366上刊登了中南大学化学化工 学院古映莹等的"用共沉淀法制备尖晶石型锰锌铁氧体粉体"，该文以MnS04， ZnS04和FeS04为原料，以草酸铵作为沉淀剂，采用共沉淀法制备尖晶石型锰锌 铁氧体。该工艺将共沉淀得到的干燥的前驱体先在180 200 "C下预烧1 h， 再在650 950 °C下煅烧5 h，得到单相的尖晶石型锰锌铁氧体。中国专利〈申请号〉94114251〈专利技术名称〉碳酸盐共沉淀制备锰锌铁氧体的 方法〈申请人〉淄川区东方磁性材料研究所〈文摘〉本专利技术提供一种用碳酸盐共 沉淀制备锰锌铁氧体的方法，该方法包括锰锌铁碳酸盐共沉淀的制备及锰锌铁 氧体的制备，将锰锌铁的硫酸盐加入到NH4HC03饱和水溶液中，使之产生锰锌铁 碳酸盐共沉淀，分离沉淀后再经预烧、粉碎、造粒、成型及气氛烧结制得初始 磁导率为R10K的高性能锰锌铁氧体，该方法和现有技术相比具有工艺简单，成品率高，电气性能优良，是现有锰锌铁氧体的替代产品，具有很好的推广使用价值。《中国陶瓷工业》2007， 14(1): 5-8上刊登了南京工业大学材料科学与工 程学院陈燕华、丘泰的"锰锌铁氧体的共沉淀法制备及性能研究"，该文以 FeCl3'7H20、 ZnS(WH20、 MnS04 仏0为原料，以碳酸氢铵作为沉淀剂，采用 共沉淀法合成锰锌铁氧体。将得到的前驱体干燥后在120(TC下煅烧得到锰锌铁 氧体晶体。水热法《电子元件与材料》2007， 26 (6): 52-42上刊登了西南科技大学材料科学 与工程学院赖振宇等的"微波水热法制备锰锌铁氧体纳米粉体"，该文以硝酸 锰、硝酸锌、硝酸铁为原料，以氢氧化钠作为沉淀剂，先采用共沉淀法得到氢 氧化物沉淀，再将沉淀在消解罐中采用微波加热，获得了粒径在10nm左右的 锰锌铁氧体晶体。中国专利〈申请号〉200810038662〈专利技术名称〉一种锰锌铁氧体磁性纳米微 球的制备方法〈申请人〉东华大学〈文摘〉本专利技术涉及一种锰锌铁氧体磁性纳米 微球的制备方法，包括(1 )在室温下，按化学计量比称取可溶性的铁盐、 锌盐、锰盐，加入到40 60ml 98 99.5wt %的乙二醇溶剂中；(2)加入 0.4 1.2 ml聚乙二醇和0.01 0.02 g聚乙烯吡咯烷酮分散剂，加入3. 5 5 g 碱性添加剂，机械搅拌20 40 min; ( 3 )将溶解的混合物放入反应釜，升温 至180 220 °C，反应8 12h，然后冷却至室温，磁铁收集产物，去离子水洗 涤产物，烘干得到锰锌铁氧体Mm-xZnxFe2 0 4磁性纳米微球，x的取值范围为 0.2 0.8。本专利技术制备工艺简单，易于工业化生产，所得磁性纳米微球晶相纯、 分散性好、磁化强度较高。溶胶-凝胶法中国专利〈审请号〉200810032408<专利技术名称>快速烧结微晶铁氧体磁芯器 件的方法〈申请人〉上海大学〈文摘〉本专利技术方法采用硝酸盐一柠檬酸溶胶凝 胶法制得锰锌铁氧体磁性粉体；其晶粒尺寸为20 60 nm;所用硝酸盐以其金 属氧化物的摩尔百分比来表示，它们为Fe203 52 55 mol %， MnO 34 40 mol本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锰锌铁氧体晶体的合成方法，其特征在于：它采用室温固相化学反应直接合成法，具体工艺是，以锌盐粉末、锰盐粉末、铁盐粉末、碳酸盐粉末为原料，其原料配比为：锌盐∶锰盐∶铁盐∶碳酸盐的ｍｏｌ比为０．０５～０．９５∶０．０５～０．９５∶２．０∶３．０～７．０，加入模板剂，模板剂占整个反应物重量的０．１～１０％；在室温、常压的条件下混合后研磨，接着让反应混合物室温下静置，然后用水洗去反应混合物中可溶性的无机盐副产物，过滤，将滤饼烘干，得到锰锌铁氧体晶体的前驱体；将前驱体在３５０～１１００℃、常压的条件下煅烧１～５ｈ，得到空间群为Ｆｄ－３ｍ（２２７）的立方型锰锌铁氧体晶体粉末；　　上述的锌盐选自氯化锌、硫酸锌、硝酸锌、醋酸锌中的一种或者在相容情况下的几种的组合；　　上述的锰盐包括氯化锰、硝酸锰、硫酸锰、醋酸锰中的一种或者在相容情况下的几种的组合；　　上述的铁盐选自氯化亚铁、硫酸亚铁、硝酸亚铁中的一种或者在相容情况下的几种的组合；　　上述的碳酸盐选自碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸铵、碳酸氢铵、碳酸钾中的一种或者在相容情况下的几种的组合；　　上述的锌盐、锰盐、铁盐和碳酸盐中至少有两种以上含有结晶水；　　上述的模板剂包括吐温系列、ＯＰ系列、聚乙二醇中的一种或者在相容情况下几种的组合；或者模板剂为乙二胺盐酸盐与吐温的组合；或者模板剂为三乙醇胺盐酸盐与吐温的组合。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄进文，吴文伟，刘晨，苏鹏，廖森，陈克勤，黄瀚，樊艳金，吴学航，
申请(专利权)人：广西冶金研究院，广西大学，
类型：发明
国别省市：45[中国|广西]