[发明专利]具有硬‑软磁性异质结构的核‑壳结构的纳米粒子、利用所述纳米粒子制备的磁体及它们的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有硬-软磁性异质结构的核-壳结构的纳米粒子、利用所述纳米粒子制备的磁体及它们的制备方法。

背景技术

钕磁体是包含钕(Nd)、氧化铁(Fe)和硼(B)作为主要组分的烧结产物，其特征是非常优异的磁性性质。尽管对这种高性质的钕大块磁体的需求增加，但是稀土元素的需求和供应的失衡阻碍了下一代工业所必需的高性能电动机的供应。

包含钐和钴作为主要组分的钐钴磁体已知具有仅次于与钕磁体的非常优异的磁性性质，但作为一种稀土元素的钐的需求和供应的问题也造成制造成本的升高。

铁氧体磁体是在不需要强磁力时使用的具有稳定磁性性质的低价磁体。铁氧体磁体通常通过粉末冶金制造，并通常呈黑色。铁氧体磁体的化学形式为XO+Fe₂O₃，其中根据其用途X可以为钡或锶。铁氧体磁体，根据其制造方法分为干加工的或湿加工的铁氧体磁体，或者根据其磁方向分为各向同性或各向异性的铁氧体磁体。所述铁氧体磁体是由氧化物组成的化合物，因此，即使使其在高频率磁场中运行，其仍为绝缘体并几乎没有高频率的损失如过大电流损失。各向同性的磁体具有比各向异性的磁体更低的磁力，但具有几种优点如低价格和自由连接。铁氧体磁体已经用于多种应用如直流电动机、罗盘、电话、转速计、扬声器、速度计、电视机、簧片开关和钟机芯，并具有几种优点如其重量轻且价格低。然而，铁氧体磁体还具有其不显示足以取代高价钕大块磁体的优异磁性性质的劣势。

同时，核-壳结构的纳米粒子是指具有其中壳物质包围位于中心的核物质的结构的材料。由于核-壳结构的纳米粒子根据包含在各层中的物质的性质而提供具有至少两种(2)性质的多功能纳米材料，所以通过提供金属-金属、金属-陶瓷、金属-有机物以及有机物-有机物结构的不同组合而存在针对核-壳结构的纳米粒子的许多研究和开发。已知的是，核-壳结构的纳米粒子由于其磁性性质、荧光性质、抗酸性质和抗磨损性质的组合功能性而对各种领域具有高应用性。

至今，对包含在核或壳结构中的物质一直存在限制，且大部分研究仅针对这些受限物质进行。在这种状况下，认为在通过探索目前为止常规研究的物质之外的新物质以研究和开发新型核-壳结构的纳米粒子，并将这些材料组合，由此提供新性质方面存在巨大的未来可能性。

用于得到核-壳结构的纳米粒子粉末的方法包括共沉淀、喷雾、电解和溶胶-凝胶法以及反胶束法。

例如，美国专利7,547,400号使用反胶束法制备纳米级镍-锌铁氧体且韩国专利申请10-2010-0029428号使用溶胶-凝胶法制备纳米铁粉末。

其中，韩国专利申请10-2010-0029428号实现了一种核-壳双重结构，但与常规软磁性材料类似，该发明显示了受限的物理和磁性性质，因为核和壳两者都仅由软磁性物质组成。

在整个本申请中，参考几个专利和公开并提供引用。将这些专利和公开的内容并入本申请中以更全面地说明本发明和本发明所属的领域的状况。

发明内容

技术问题

本发明的发明人进行了研究并尝试开发具有能够代替昂贵的稀土元素大块磁体的高性能的惰性磁性材料，并通过成功地制备具有硬-软磁性异质结构的核-壳结构的纳米粒子而完成了本发明。因此，本发明的目的是提供一种具有硬-软磁性异质结构的惰性核-壳结构的纳米粒子。

本发明的另一个目的是提供一种制备上述具有硬-软磁性异质结构的核-壳结构的纳米粒子的方法。

本发明的另一个目的是提供一种通过使用上述具有硬-软磁性异质结构的核-壳结构的纳米粒子制备的磁体。

根据下文中提供的详细说明，本申请的应用性的其他范围变得更明显。然而，应理解，尽管指示本发明的优选实施方案，但是详细说明和具体实例是仅出于示例性目的而给出的，因为根据所述详细说明，本发明的主旨和范围内的各种变化和修改对本领域技术人员变得明显。

解决问题的技术方案

本发明的目的是提供一种具有硬-软磁性异质结构的核-壳结构的纳米粒子，其中软磁性壳包围硬磁性核。