[发明专利]一种高磁导率钴铋镍微纳软磁材料及其制备方法

说明书

本发明公开一种高磁导率钴铋镍微纳软磁材料及其制备方法，所述的微纳软磁材料在超高频频段下具有较高的磁导率；所述的微纳软磁材料为微米级别，其形状为链状。本发明在还原性溶液环境中，确保不同含量的钴盐，镍盐和铋盐以及碱混合均匀，再加入一定量的络合剂和表面活性剂，通过交互作用有序络合各离子，并修饰CoBiNi微纳颗粒表面，将上述液相混合物逐渐升至150^oC‑250^oC，水热反应8h‑24h。本发明具有操作简单，成本低廉的优点，制备出的微纳软磁材料在特高频以及超高频频段下(1GHz‑18GHz)仍保持较高的磁导率，经过矢量网络分析仪(VNA)测量，制备出的CoBiNi微纳颗粒在16.04GHz‑16.86GHz的超高频率下仍保持着磁导率为3.00以上，最高可达到4.27，致力于满足5G通信材料在特定频率下高磁导率的需求。

技术领域

本发明涉及微纳软磁材料领域，更具体是涉及一种在超高频频段下具有高磁导率钴铋镍微纳颗粒及其制备方法。

背景技术

在信息时代的今天，移动数据流量的爆炸式增长，连接设备的快速增长，云上服务，用于融合服务的超现实媒体，以及大数据分析五大趋势的推动下，5G通信应运而生。为满足5G通信严格的带宽要求，目前通过在毫米波范围内部署大量密集的基站来实现。这就带来了5G能源消耗大加上5G技术提高带宽，导致频谱耗能也随之升高。通讯基站高耗能问题若不能及时解决，在未来的6G通讯时代高耗能的情况还会越发严重。因此，研发具有高传输性能、低耗能的天线基底材料，对于实现万物互联的5G信号在更大范围的传播覆盖具有重要意义。

5G基站为了实现信号的低功耗传输，天线基底材料需要同时满足低介电常数、低介电损耗、高磁导率、低磁损耗这四个基本特性，其中材料的磁导率就是影响基站耗能和信号无线传输的最核心的指标。而目前大规模生产的高磁导率磁粉并没有达到5G通信应用的要求，因此寻找一种简易、工艺可控性强、成本低廉且重复性好的方法来制备高磁导率磁粉，仍然是无人机控制、汽车自动驾驶等5G通信实际应用进程中一个亟待解决的难题，需要人们进一步的探索和研究。

发明内容

本发明提供了一种简易、工艺可控性强、成本低廉的制备高磁导率钴铋镍（CoBiNi）微纳软磁材料的方法，满足5G通信材料的需求。

本发明是通过如下技术方案实现上述目的的：

一种在超高频频段下具有高磁导率钴铋镍微纳颗粒及其制备方法，在还原性溶液环境中，将不同含量的钴盐，镍盐和铋盐以及碱混合均匀，在络合剂和表面活性剂的交互作用下，有序络合各离子，并修饰CoBiNi微纳颗粒表面；再经水热还原反应，其具体包括以下步骤：

1）在还原性溶液中，分别添加钴盐、镍盐、铋盐和碱，混合溶解；所得混合溶液中添加一定量的络合剂和表面活性剂，进行超声混合；

2）将上述超声混合后的液相于150^oC-250^oC下水热还原反应8h-24h；

3）上述反应结束后，将所得固液混合物进行分离；

4）采用醇溶液磁倾析法对步骤3）得到的反应产物洗涤多次，去除附着在反应产物表面的溶剂和杂质；

5）步骤4）所得反应产物在40℃-100℃下真空干燥60 min-600 min。

优选的，所述的钴盐为乙酸钴、硝酸钴、硫酸钴中的任意一种。

优选的，所述的镍盐为乙酸镍、硝酸镍、硫酸镍中的任意一种。

优选的，所述的铋盐为硫酸铋和硝酸铋中的任意一种。

优选的，钴盐摩尔数占钴盐、镍盐、铋盐之和总摩尔数的20.00%，镍盐摩尔数占钴盐、镍盐、铋盐之和总摩尔数的70.00%-79.00%，铋盐摩尔数占钴盐、镍盐、铋盐之和总摩尔数的1.00%-10.00%。

优选的，所述的碱选自氢氧化钠和氢氧化钾中的任意一种。