[发明专利]一种以熔盐为熔剂和反应介质合成高性能钡铁氧体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钡铁氧体材料的制备方法，具体涉及一种以熔盐为熔剂和反应介质制备钡铁氧体材料的方法。

背景技术

与金属磁性材料相比，铁氧体具有低介电常数、高共振频率、高电阻率、低密度及优异的化学稳定性等性能。根据其晶体结构的不同，铁氧体可分为尖晶石型、石榴石型和磁铅石型(即六角晶系铁氧体)。对于尖晶石型铁氧体而言，一般具有较高的起始磁导率，已被广泛应用于电子工业。但是，由于Snoek极限的原因，尖晶石型铁氧体的共振频率较低，尖晶石型铁氧体的磁导率在微波波段会急剧下降至1左右。石榴石型铁氧体具有优异的旋磁性能、低的磁损耗及介电损耗，这类铁氧体适宜制作不可逆场效应器件，同时，石榴石型铁氧体的共振频率甚至比尖晶石型铁氧体的共振频率还低。六角铁氧体相比尖晶石型及石榴石型铁氧体而言，由于其较低的晶体对称性而具有较大的磁晶各向异性场，其共振频率可高达100GHz。另六角铁氧体的共振频率f_r可通过离子取代在一个较宽的频率范围内变化。此外，c面各向异性的六角铁氧体是具有相对较大磁导率的软磁材料。六角晶系共振频率比立方晶系高2～3个数量级，因此，六角铁氧体是一种有前途的且理想的特别是GHz频段使用的吸波材料用吸收剂。

磁铅石型铁氧体是指与天然的磁铅石Pb(Fe_7.5Mn_3.5Al_0.5Ti_0.5)O₁₉晶体结构相同的一类铁氧体，其化学式为MeFe₁₂O₁₉或MeO·6Fe₂O₃，Me为二价金属离子Ba、Sr、Pb等，这类铁氧体属六方晶系，又称六角铁氧体。最早于1952年由菲力普斯实验室制成了以BaFe₁₂O₁₉(M型，BaM)为主要成分的永磁性材料。M型结构被发现以后，为了探讨新型的磁性材料，人们从二元系BaO-Fe₂O₃转移到三元系BaO-Fe₂O₃-Me²⁺O的研究。又先后发现了BaMe₂Fe₁₆O₂₇(W型，BaW)，Ba₂Me₂Fe₁₂O₂₂(Y型，BaY)，Ba₃Me₂Fe₂₄O₄₁(Z型，BaZ)，Ba₂Me₂Fe₂₈O₄₆(X型，BaX)，Ba₄Me₂Fe₃₆O₆₀(U型，BaU)铁氧体，这里Me代表的是二价金属离子如Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺或它们的联合组合。

钡铁氧体(BaFe₁₂O₁₉，BaM)是一种硬磁材料，它具有合成原料便宜、化学稳定性优异、相对较高的居里温度、高的矫顽力和高的单轴磁晶各向异性场以及耐腐蚀性优异等优点，因而其被广泛用作微波毫米波段材料、微波吸收材料和高密度垂直磁记录介质等。

BaM铁氧体的合成通常采用传统陶瓷法于1000～1250℃下制得，但此法所制BaM铁氧体由于煅烧温度高易导致颗粒团聚且不可避免的细磨工序易使颗粒粒径分布变宽并有一定程度的掺杂，不能满足高性能钡铁氧体应具有的纯度高、粒径小、粒径分布窄及板片状颗粒的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以熔盐为熔剂和反应介质合成高性能钡铁氧体的方法，该方法具有工艺简单、合成温度低的特点。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种以熔盐为熔剂和反应介质合成高性能钡铁氧体的方法，其特征在于它包括以下步骤：

1)将三氧化二铁(Fe₂O₃)与碳酸钡(BaCO₃)按Fe³⁺∶Ba²⁺的摩尔比为10～12∶1称重混合，得到反应物；

2)按NaCl与KCl的摩尔比为1∶1称取NaCl和KCl混合，得到混合盐(或称熔盐，为反应溶剂与熔盐介质)；