[发明专利]一种高纯度六角片状钡铁氧体的制备方法

说明书

本发明公开了一种高纯度六角片状钡铁氧体的制备方法，将沉淀剂NaOH溶液加入含BaCl₂、FeCl₃的溶液，生成的前驱体经抽滤干燥后在高温下进行煅烧。通过改变反应原料的化学计量比、煅烧温度、煅烧时间和升温速率等实验参数，最终生成高纯度的六角片状钡铁氧体晶体。本发明方法简单，制备周期短，在制备过程中不使用含有硝酸根的原料，安全绿色；制备出的钡铁氧体晶体呈六角片状，纯度高，作为磁性材料、吸波材料等在多个领域具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及一种钡铁氧体的制备方法，具体涉及一种化学共沉淀法制备高纯度六角片状钡铁氧体的制备方法，属于材料制备领域。

背景技术

钡铁氧具有良好的磁性能、吸波效应，较高的居里温度和介电常数等特性，是一种很有前途的功能材料。六角片状钡铁氧体具有六角对称性，因其有较大的矫顽力和磁能积、单轴磁晶各向异性、优良的旋磁等特点，被广泛用在永磁、吸波、高密度垂直磁记录和微波毫米波器件等各个领域中。因此，六角片状钡铁氧体的制备和应用成为了材料科学领域的重要研究课题之一。

研究者也采用不同的方法尝试制备了BaFe₁₂O₁₉材料，包括固相合成法、溶胶凝胶法、水热法、化学共沉淀法等。文献(关山月等，化学共沉淀法与溶胶凝胶自蔓延法制备微米级片状BaFe₁₂O₁₉及其对比研究[J].沈阳理工大学学报，2013，32(1)：14-17.)报道了溶胶凝胶法制备BaFe₁₂O₁₉过程中会产生CO₂、CO、NH₃等污染环境的气体，不符合绿色化学的要求，且生产成本较高，不易工业化；文献(石轩等，微波水热法合成BaFe₁₂O₁₉磁性粉体[J].人工晶体学报，2013，42(1)：134-143.)指出了传统固相法制备的BaFe₁₂O₁₉在1000℃以上温度煅烧易导致BaFe₁₂O₁₉颗粒团聚，而传统细磨工具又易使颗粒粒径分布变宽且很难使团聚颗粒分散；专利(刘颖、刘跃.一种低温制备钡铁氧体的方法：中国，101693622A[P].2010-4-14.)使用水热法制备了BaFe₁₂O₁₉，但水热法存在制备粉体反应时间较长、对设备依赖性强等问题亟待解决。

相比较而言，化学共沉淀法是将一定浓度的前躯体溶液按一定比例混合，在金属盐溶液中加入适当沉淀剂得到前驱体沉淀物，再将沉淀物煅烧成纳米粉体的制备方法。常用沉淀剂有一水合氨、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸铵等。在众多方法中，化学共沉淀法由于在离子状态混合，可以混合得较为均匀，而且该法可以精确控制各个组分的化学计量，环境污染低，生产设备简单，适合工厂生产，成本低，因此成为一种极具应用前景的方法。但目前化学共沉淀法制备六角片状钡铁氧体的制备方法中，也存在着一些问题。文献(龙春泉.共沉淀法制备钡铁氧体[J].过程工程学报，2004，4(5)：434-437)使用氨水和Na₂CO₃作为沉淀剂，生成的前驱物中含有BaCO₃煅烧过程中产生CO₂气体，降低了原料的利用率；文献(曹昌盛,化学共沉淀法制备M型钡铁氧体研究[J].沈阳理工大学学报，2010，29(1)：71-75.)报道了以Fe(NO₃)₃·9H₂O作为实验原料的方法，但硝酸类原料具有一定的危险性，且容易造成环境污染。如何改进这些问题，用绿色安全的方法制备高纯度的六角片状钡铁氧体，成了一个值得研究的课题。

发明内容