[发明专利]一种原位制备SmCo5

说明书

本发明公开了一种原位制备SmCo₅/Sm₂Co₁₇核壳结构双相复合磁性纳米粒子的方法，包括添加CaCl₂制备前驱体SmCoCa‑OH，然后采用钙热还原反应，制备SmCo₅/Sm₂Co₁₇核壳结构双相复合磁性纳米粒子，两相是以核壳结构的分布形式存在于一个粒子之中，两相之间具有强的交换耦合作用，材料具有高磁能积。

技术领域

本申请涉及磁性材料制备技术领域，尤其涉及SmCo₅/Sm₂Co₁₇核壳结构双相复合磁性纳米粒子的原位制备方法。

背景技术

SmCo₅/Sm₂Co₁₇核壳结构双相复合磁性纳米粒子中包含两相，一相为 SmCo₅，另一相为Sm₂Co₁₇。两相的磁性能相比，SmCo₅相矫顽力更大，而 Sm₂Co₁₇剩余磁化强度更高。SmCo₅/Sm₂Co₁₇双相复合磁性粒子要求两相之间存在磁性交换耦合作用，在该作用下，磁性复合粒子可以兼具SmCo₅相较大的矫顽力和Sm₂Co₁₇相较大的剩余磁化强度。并且，在强交换耦合作用下， SmCo₅/Sm₂Co₁₇的磁滞回线第二象限不会出现塌腰，能够获得较大的磁能积。

目前制备SmCo₅/Sm₂Co₁₇双相复合磁性纳米粒子主要采用以下四个方法：

1)机械球磨法：制备成分为SmCo₇的合金锭子或者甩带样品，破碎成粉状，再用球磨机磨至纳米尺寸，再经过热处理使纳米粒子中的SmCo₇相调幅分解成为SmCo₅和Sm₂Co₁₇两相。此方法制备过程复杂耗时，且由于Sm元素极易氧化，整个过程中必须精确控制氧含量。此外，粒子热处理过程中容易烧结长大，且需要根据实际条件对热处理温度和时间进行实验摸索。

2)放电等离子烧结法：使用纳米SmCo₅和Sm₂Co₁₇粒子为原料，将两种粒子均匀混合后采用放电等离子设备进行快速烧结。本发明虽然可以得到 SmCo₅和Sm₂Co₁₇两相复合的纳米晶材料或具有纳米晶的块体材料，但是不能得到纳米粒子。

3)化学法制备SmCo₅纳米粒子：化学法制备前驱体，高温钙热还原前驱体制备SmCo₅粒子。该方法只得到单相磁性纳米粒子，且即使通过调控元素比例控制产生其他磁性相，也无法控制相分布。

4)化学包覆法：以SmCo₅纳米粒子为核心，采用化学包覆法制备 SmCo₅/Co复合磁性纳米粒子，即，以一个磁性相为核心采用化学包覆法制备核壳结构复合磁性纳米粒子。该方法适用于包覆单一元素的磁性相，由于无法还原Sm元素导致无法包覆SmCo磁性相相壳层。

发明内容

为了解决上述已有技术存在的不足，本发明提出了一种原位制备 SmCo₅/Sm₂Co₁₇核壳结构双相复合磁性纳米粒子的方法，得到了 SmCo₅/Sm₂Co₁₇双相复合磁性纳米粒子，其相是以核壳结构的分布形式存在于一个粒子之中，两相之间具有强的交换耦合作用，材料具有高磁能积。