[发明专利]一种正方体形锶铁氧体吸波剂及其制备方法

说明书

一种正方体形锶铁氧体吸波剂及其制备方法，它属于纳米磁性材料制备及其微波吸收材料技术应用领域。本发明的目的要解决现有锶铁氧体存在吸收频率段窄，制备条件苛刻的问题。一种正方体形锶铁氧体吸波剂，名义化学式为SrFe_1‑xTi_xO₃，颗粒平均尺寸为0.3μm～2μm，形状呈正方体形。制备方法：一、将二价铁离子金属盐、四氯化钛和二价锶盐混合；二、加入氯化钾；三、球磨；四、煅烧；五、洗涤干燥，得到正方体形锶铁氧体吸波剂。优点：一步制备，具有优异吸波特性，制备条件温和、制备流程简易且可供大规模制备。本发明主要用于制备正方体形锶铁氧体吸波剂。

技术领域

本发明属于纳米磁性材料制备及其微波吸收材料技术应用领域。

背景技术

随着家用电子设备的不断普及，高功率，强辐射的电磁波污染越来越引起人们注意，不少研究者以“轻、薄，宽，强”等吸波要求，开发一系列新型吸波剂。由于较高的磁晶各向异性、磁饱和强度及多频段自然共振频率等优异磁学性能，掺杂型锶铁氧体作为一种优异吸波剂已被广泛报道。如以M型掺杂锶铁氧体中常以La，Pr，Eu等稀土元素掺杂，来明显提高锶铁氧体的矫顽力，磁化强度和各向异性场等磁性能。如Chen等(Chen N,Yang K,Gu MY.Microwave absorption properties of La-substituted M-type strontium ferrites[J]. Journal of Alloys and Compounds,2010(1-2):609-612.)报道M型La掺杂的锶铁氧体 Sr_1-xLa_xFe₁₂O₁₉，当镧进入到锶铁氧体晶格使部分原有铁离子的化合价从+3价到+2价的转变导致介电损耗的增加，使介电存储和介电损耗能力提高，最终提高其吸波特性，但吸收频段窄，停留在7-10GHz区间内。而中国已公开专利《一种增强M型锶铁氧体磁性能的方法》(公布号CN106745298A)中使用稀土元素Ce来制备SrFe_12-xCe_xO₁₉的Ce掺杂锶铁氧体，其矫顽力最大能提高50％以上，饱和磁化强度最大提高约25％，也可促进锶铁氧体吸波剂的磁损耗能力，提高吸波能力。但两者原料中均涉及了稀土元素原料 La(NO₃)₂·6H₂O与CeO₂,且反应温度为1000-1200℃，一定程度上增加了制备成本。

另外，引入价廉的IV-VIII族元素，成为一种有效掺杂手段，但限于化学离子平衡要求，但需有稀土元素的辅助，如林海恋等报道采用预烧料作为Y30H-2基料，使用La-Co 作为双相掺杂物，于1160-1180℃烧结温度条件下制备Sr_1-xLa_xFe_12-xCo_xO₁₉，能细化晶粒，内禀矫顽力有所提高，La-Co掺杂能够有效改善磁性能。但制备过程中需引入CaCO₃， SiO₂，H₂BO₃等烧结助剂和其他分散剂，且反应温度较高，使工艺流程复杂化，且提高了成本。除此以外，特殊微结构的锶铁氧体对其后的磁性能与吸波性能也有很大影响。如 Chen等(Chen W,ZhuX,Liu Q,Fu M.Preparation of urchin-like strontium ferrites as microwaveabsorbing materials[J].Materials Letters,2017:425-428.)介绍使用水热法制备海胆状SrFe₁₂O₁₉，相较于球形SrFe₁₂O₁₉不超过-9dB吸波性能，其由于特殊的针状表面形成多重散射机制极大提高了吸波能力，但仍存在吸收频率段窄、制备条件苛刻等问题。

综上所述，鉴于我国稀土元素保有量低，价格高，使用廉价量大的其他元素取代稀土元素的锶铁氧体开发刻不容缓。