[发明专利]一种铝取代高结晶度M型铁氧体及其制备方法

说明书

本发明涉及铁氧体技术领域，特别涉及一种铝取代高结晶度M型铁氧体及其制备方法，具体为将铝源、钡源和铁源采用湿法混合以形成凝胶，并通过进一步对凝胶进行干燥、搅拌以及焙烧，获得分子式为BaAl_xFe_12‑xO₁₉的M型铁氧体，其中x为0.13～0.8，铝元素含量为0.31～2.0wt％。本发明所提供的铝取代高结晶度M型铁氧体的制备方法，可有效降低在合成过程中杂相的产生，提高M型铁氧体的结晶度。

技术领域

本发明涉及铁氧体技术领域，特别涉及一种铝取代高结晶度M型铁氧体及其制备方法。

背景技术

作为氧化物永久磁体材料，一般主要采用六方晶系的磁铁铅矿型(M型)，其结构通式为AB_xFe_12-xO₁₉；其中A为二价阳离子金属、B为三价阳离子金属,用于取代三价铁离子。典型的M型铁氧体主要有锶铁氧体(SrFe₁₂O₁₉)和钡铁氧体(BaFe₁₂O₁₉)。这些M型铁氧体由于价格相对较低且具有高性能磁特性而被广泛地用于于汽车、家用电器、工业自动化等行业。在大规模生产过程中，通常采用固相反应法制备M型钡铁氧体(BaFe₁₂O₁₉)和锶铁氧体(SrFe₁₂O₁₉)。为了减小颗粒尺度，通常采用机械球磨的方法。但球磨过程通常会生成一些非均匀的混合物并引入杂质，导致材料产生晶格缺陷和畸变，从而影响材料性能。同时，对于Ba/Fe＝1:12的M型铁氧体被广泛报道存在大量难以被去除的杂相，而杂相的存在显著影响成品铁氧体的性能，现有的有效解决方法通常为改变Ba/Fe比(Ba/Fe ratio)以降低杂相的产生(参见Yunchen Du等，Solvent-free synthesis of hexagonal barium ferrite(BaFe₁₂O₁₉)particle,J Mater Sci(2010)45:2442-2448；Yang Li等，Synthesis,structure and magnetic properties of hexagonal BaFe₁₂O₁₉ ferrite obtained viaa hydrothermal method,J Mater Sci:Mater Electron)。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是：提供一种可有效降低杂相的铝取代高结晶度M型铁氧体的制备方法，以及由该制备方法制备得到的M型铁氧体。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种铝取代高结晶度M型铁氧体的制备方法，包括如下步骤：

S1、将有机酸溶液搅拌升温至40～70℃后，向有机酸溶液内加入铝源和钡源，获得溶液A；

S2、提高所述溶液A的温度至70～90℃以及提高搅拌转速至300～500rpm后，向溶液A中加入铁源；充分搅拌后加入铵盐调节pH至6～8，获得前躯体溶胶；

S3、向所述前躯体溶胶中加入乙醇，并提高前躯体溶胶温度至90～100℃，搅拌3～4h，获得粘稠状溶胶；

S4、将所述粘稠状溶胶在100～120℃下干燥，干燥完成后将粘稠状溶胶进行搅拌以及焙烧，获得分子式为BaAl_xFe_12-xO₁₉的M型铁氧体，其中x为0.13～0.8，铝元素含量为0.31～2.0wt％。

进一步提供由前述铝取代高结晶度M型铁氧体的制备方法制备得到的M型铁氧体。

本发明的有益效果在于：通过以无污染的有机酸溶液作为溶解分散剂，并通过湿法混合原料，可有效得到粒径细小、均一的前躯体溶胶；通过在M型铁氧体中引入铝元素以部分代替铁元素，可有效提高M型铁氧体的结晶度和减少杂相的出现。