[发明专利]一种高矫顽力α-Fe2O3介晶微球的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种微球的制备方法，具体地说，是涉及一种高矫顽力α-Fe₂O₃介晶微球的制备方法，更具体地说，是涉及一种矫顽力可控且在室温下表现为铁磁性的高矫顽力α-Fe₂O₃介晶微球的制备方法。

背景技术

近年来，随着计算机技术的飞速发展，记录的信息量也在不断增加，以纳米磁性材料作记录单元，可使记录密度大大提高。纳米磁性材料具有尺寸小、单磁畴结构、矫顽力高等特性，用它制作磁记录材料，具有稳定性好、图象清晰、信噪比高、失真十分小等优点。使得人们对纳米结构磁性材料展开了广泛的研究。

氧化铁是一类重要的过渡金属氧化物，用于磁性材料研究较多的是Fe₃O₄、γ-Fe₂O₃、ε-Fe₂O₃。其中，α-Fe₂O₃是物相最为稳定的氧化铁，与其它氧化铁相比较，α-Fe₂O₃具有物理和化学稳定性好、环境友好、耐腐蚀、成本低等优点。相关文献报道了各种形貌和结构的α-Fe₂O₃的合成与性质。然而，对这些具有特定结构的α-Fe₂O₃的铁磁性能研究还较少。

常规尺寸的α-Fe₂O₃是反铁磁性的，当颗粒尺度小至纳米尺寸时，由于α-Fe₂O₃空间分布上存在较高能量3d电子，其高能量的3d电子之间强的库仑排斥作用将导致其电子结构的变化，表现出一定的铁磁性。作为磁记录介质必须要求有足够高的矫顽力，以防止磁化后自退磁和外磁场的干扰，避免记录信息的消失，目前研究较多的高矫顽力铁氧化物是γ-Fe₂O₃和铁氧体化合物，因此，如何通过调控α-Fe₂O₃的形貌和结构来获得具有高矫顽力的铁磁材料，已引起了人们的极大关注。相关报道通过煅烧Fe纳米管阵列或β-FeOOH纳米棒制备了具有较高矫顽力的α-Fe₂O₃铁磁材料。有关液相反应以及在离子液体辅助下制备的α-Fe₂O₃，矫顽力低于3000Oe。总之，现有技术中制备α-Fe₂O₃铁磁材料，要么工艺过程较为复杂，尺寸和形貌、组装方式以及磁性的控制比较困难，要么矫顽力仍然较低。

基于上述原因，如何找到一种工艺相对简单、反应条件较温和，并能制备出尺寸和形貌、组装方式及磁性可控的高矫顽力α-Fe₂O₃介晶微球，则是本发明所要解决的主要问题。

发明内容

本发明针对现有技术中铁磁性α-Fe₂O₃纳米晶制备工艺过程复杂，反应条件较苛刻，纳米晶的尺寸和形貌、组装方式以及磁性难以控制的技术问题，提出了一种磁性可控的高矫顽力α-Fe₂O₃介晶微球的制备方法，该方法工艺简单，反应条件较温和，所制备出的α-Fe₂O₃介晶微球具有良好的磁性可控性、室温铁磁性以及批量生产可行性。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种磁性可控的高矫顽力α-Fe₂O₃介晶微球的制备方法。其特征在于，所述方法包括下述步骤：

(1)采用一定配比的水和乙醇的混合溶剂为反应介质，将一定量的FeCl₃·6H₂O和聚乙烯吡咯烷酮加入混合溶剂中，充分溶解，得到混合液；

(2)将混合液转移到反应釜中，在一定温度下反应一段时间，得到含有α-Fe₂O₃的混合液；

(3)将上述含有α-Fe₂O₃的混合液冷却后，在一定转速下离心，倒掉上层液体，并用水和乙醇重复洗涤，获得α-Fe₂O₃沉淀物。