[发明专利]一种软磁钴微米棒材料及其制备方法

说明书

本发明属于磁性材料领域，尤其是一种软磁钴微米棒材料及其制备方法；所述软磁钴微米棒由钴颗粒相互连结组成，保有部分前驱体平行六面体的特征，保有部分孔结构，孔均匀分布于微米棒中；本发明经由金属有机骨架为前驱体制备一种软磁钴微米棒，该软磁钴微米棒材料具有高饱和磁化强度，低矫顽力及高磁导率；本发明制备工艺简单、成本低，可实现规模化大批量生产；金属有机骨架材料的多孔及可设计特性为产物的组成及结构控制提供了基础，为其他类似工艺提供借鉴；热处理工艺的优化有力的控制了产物的长度，直径，孔径等参数，确保了所述钴微米棒的高饱和磁化强度，低矫顽力及高磁导率；本发明为钴基软磁材料的合成及发展提供了崭新的思路。

技术领域

本发明属于磁性材料领域，尤其是一种软磁钴微米棒材料及其制备方法。

背景技术

软磁材料磁滞回线窄，基本与磁化曲线重合，适宜作为电感线圈、变压器等的铁心。长期的研究应用表面，较高的饱和磁化强度以及较低的矫顽力是软磁材料设计的目标。饱和磁化强度对于固定材料而言基本是固定的，一般可通过增加材料尺寸、增加结晶性来实现。但最有效的途径仍是选择高饱和磁化强度的材料。金属钴理论饱和磁化强度高，稳定性好，成本适中是优质软磁材料的选择之一。Wu等以氯化钴为原料成功使用水热法制备出三维球形钴微晶，所制备的产物具有151.7emu·g^-1的饱和磁化强度(JournalofAlloysandCompounds2012,513,245-250)。另外，研究者通过对软磁材料进行结构设计可达到控制矫顽力的目的。Xiao等采用简单的水热法成功制备出一种可溶于水的超顺磁Fe₃O₄颗粒，平均尺寸约为5mn，饱和磁化强度约为47emug-1，表现出优良的软磁特性(ACSNano2011,5,6315-6324)。Singh等以直流电弧放电法制备Co/Ni@SWCNTs，所制备产物具有超顺磁特性，可作为电磁屏蔽材料(JournalofMaterialsChemistryA2015,3,13203-13209)。虽然研究取得了很大的进展，传统的软磁材料仍需要解决如下问题：(1)高纯度、高结晶度、高饱和磁化强度的材料制备;(2)通过尺寸的增大有效降低矫顽力;(3)开发无毒无害，成本低，产量大的新工艺。有鉴于此，本发明以特定金属有机骨架化合物为前驱体成功制备高纯度、高结晶度的钴微米棒，具有高饱和磁化强度及低矫顽力的特点，表现出优良的软磁特性，为解决软磁材料发展面临的问题提高了崭新的思路。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中不足，提供一种软磁钴微米棒材料，该软磁钴微米棒材料具有高饱和磁化强度，低矫顽力及高磁导率；

本发明的另一个目的是提供一种软磁钴微米棒材料的制备方法，该制备方法工艺简单、成本低，能够适用于工业化大规模生产。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种软磁钴微米棒材料，所述软磁钴微米棒由钴颗粒相互连结组成，保有部分前驱体平行六面体的特征，保有部分孔结构，孔均匀分布于微米棒中。

进一步的，所述微米棒的长度为1~30μm，直径为1~20μm，孔径为50~1000nm。

制备一种软磁钴微米棒材料的方法，所述方法包括以下步骤：

（1）制备Co₃[HCOO]₆·DMF平行六面体前驱体：将一定量的钴盐，N,N-二甲基甲酰胺和甲酸充分溶解混合，转移入反应釜，之后放入烘箱中溶剂热处理。所得产物经分离清洗后干燥备用；

（2）制备软磁钴微米棒：将上述前驱体放入瓷舟中，转移到管式炉中，在惰性气氛保护下高温热处理，获得所述软磁钴微米棒。