[发明专利]一种具有良好交换耦合作用的双相硬软磁微纳米复合磁性块体材料及其制备方法

说明书

本发明涉及磁性材料制备技术领域，具体涉及一种具有良好交换耦合作用的双相硬软磁微纳米复合磁性块体材料及其制备方法，该方法首先采用化学法分别合成硬磁性MFe₁₂O₁₉铁氧体(M＝Ba、Sr)纳米颗粒和软磁性Co纳米颗粒，然后将合成的MFe₁₂O₁₉铁氧体纳米颗粒和Co纳米颗粒在研钵中研磨混合后放入高温炉中700℃，保温2h进行烧结，合成得到的硬/软磁微纳米复合磁体兼具硬磁和软磁的磁性能(较高的饱和磁化强度和较大的矫顽力)，同时具有良好的交换耦合作用。

技术领域

本发明涉及磁性材料制备技术领域，具体涉及一种具有良好交换耦合作用的双相硬软磁微纳米复合磁性块体材料及其制备方法。

背景技术

硬磁性的M型铁氧体具有高的矫顽力和剩磁，较低的磁损耗，已广泛应用永磁电机、磁选设备、磁纪录、以及微波等领域。软磁金属具有低的矫顽力和高的饱和磁化强度(高磁导率)，易于磁化，也易于退磁，已广泛应用于电工设备和电子设备中。如果能制备兼具硬磁(高矫顽力)和软磁特征(高磁导率)的磁性材料，这对获得高性能且具备广泛应用的磁性材料具有重要意义。有文献报道在非晶薄带中研究发现由于硬磁性相和软磁性相两种不同晶粒之间的交换耦合作用导致了剩磁增强效应。交换耦合作用的强弱可以通过实验测试δM～H曲线(即Henkel曲线)来表征，即若δM在低磁场下为正值且在临界场有一阶梯状的转折，即表示磁性晶粒间有交换耦合作用存在。有研究报道指出利用交换耦合将硬磁相的高矫顽力(H_C)与软磁相的高M_S相互结合，可得到兼具两者优点的磁性材料。

中国发明专利CN 103449807 A公开了一种具有交换耦合的双相复合硬磁铁氧体的制备方法，中国发明专利CN 105006325 A公开了一种研磨制备具有交换耦合作用的复合铁氧体粉末的方法，这两个专利均公开了一种制备具有良好交换耦合的双相复合硬磁铁氧体粉体的方法，由于粉体未经过烧结，晶粒尺寸较小，两相的交换作用明显。但是并未对其进行烧结并测试其磁性能和交换耦合作用。经过烧结后两相晶粒的长大通常会减弱交换耦合作用。而且，这两个专利获得的复合磁性粉末的饱和磁化强度和矫顽力偏低。此外，高性能磁性材料的实际应用通常需要烧结成块体材料，因此，制备具有良好交换耦合作用的双相硬软磁复合块体材料具有重要意义。

鉴于上述缺陷，本发明创作者经过长时间的研究和实践终于获得了本发明。

发明内容

本发明的目的在于解决现有的制备方法制得的复合磁性粉末的饱和磁化强度和矫顽力偏低，高性能磁性材料的实际应用通常需要烧结成块体材料的问题，提供了一种具有良好交换耦合作用的双相硬软磁微纳米复合磁性块体材料及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明公开了一种具有良好交换耦合作用的双相硬软磁微纳米复合磁性块体材料，包括硬磁相和软磁相，所述硬磁相为MFe₁₂O₁₉铁氧体纳米颗粒，软磁相为Co纳米颗粒。

所述MFe₁₂O₁₉铁氧体微纳米颗粒为BaFe₁₂O₁₉纳米颗粒或SrFe₁₂O₁₉纳米颗粒。

所述Co纳米颗粒和M型铁氧体纳米颗粒的质量比为2：1～1：2。

本发明还公开了上述具有良好交换耦合作用的双相硬软磁微纳米复合磁性块体材料的制备方法，通过将MFe₁₂O₁₉铁氧体微纳米颗粒与Co纳米颗粒混合后烧结得到双相硬软磁微纳米复合磁性块体材料。

所述Co纳米颗粒通过纯水合肼、乙二胺和CoCl₂·6H₂O为原料进行水热反应制备。

所述水热反应的温度200℃，水热反应时间为24h。