[發明專利]Zr-Mn-Co多元摻雜鋇鐵氧體吸波材料的制備方法

有效

• 申請號: 201310015458.X
• 申請日: 2013-01-16
• 公開（公告）號: CN103086706A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 史永勝;喬暢君;寧青菊;李向龍;高丹鵬;于成龍
• 申請（專利權）人: 陜西科技大學
• 主分類號: C04B35/26
• 分類號: C04B35/26;C04B35/622
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本發明涉及一種電磁波吸收材料材料的制備方法。特別是涉及一種水熱輔助溶膠-凝膠法制備M型Zr-Mn-Co多元摻雜鋇鐵氧體吸波材料的方法。

背景技術

磁鉛石型的鋇鐵氧體(BaFe₁₂O₁₉)是一種具有典型的P63/mmc空間結構，由于其具有優良的物理和化學性能，例如較高的飽和磁化強度、較大的矯頑力、較好的化學穩定性和抗腐蝕性等，故被廣泛的應用于永磁、磁記錄和微波器件中。

鐵氧體吸波劑吸波性能優良，價格低廉一直受到各個國家的重視，至今仍是組成雷達吸波材料的主要成分之一。國內就鐵氧體吸波劑也作了許多的研究。但是鐵氧體作為吸波劑應用時存在比重大、吸收頻帶窄等缺點。為了克服這一缺點，各國正在研制開發新型的鐵氧體。鐵氧體吸波劑的各種合成方法都有自身的特點，選擇適當的合成方法需要考慮多方面的因素。

目前，鋇鐵氧體的制備方法很多，如高溫固相法、化學共沉淀法、熔鹽法、溶膠-凝膠法、溶膠-凝膠自蔓延燃燒合成法等。由于傳統陶瓷固相法、熔鹽法制備過程中，易形成α-Fe₂O₃中間相，需在1200℃以上燒結方能獲得純相。溶膠-凝膠法不僅具有成本低，易操作，易合成的優點，而且其合成過程中Fe³⁺以亞穩定γ-Fe₂O₃中間相存在，在800℃時能和另一中間相BaFe₂O₄轉化為BaFe₁₂O₁₉，所得粉體顆粒尺寸小，具有較高的物理化學活性，因此該方法被廣泛用于低溫制備M型鋇鐵氧體。但是溶膠-凝膠法合成粉體易團聚，分散性差。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種不僅制備成本低、而且純度高、分散性好的Zr-Mn-Co多元摻雜鋇鐵氧體吸波材料的制備方法，以無機鹽為前驅體并以有EDTA為絡合劑，制備Zr-Mn-Co多元摻雜鋇鐵氧體，以調整鋇鐵氧體飽和磁化強度和磁晶各向異性場，為隱身材料中新型吸波劑的研究提出一條新的途徑。

為實現上述目的，本發明提供了一種Zr-Mn-Co多元摻雜鋇鐵氧體吸波材料的制備方法，按照Zr：Mn：Co的摩爾比為0.625：1：1配制含有Zr、Mn、Co的混合溶液A，調節使混合溶液A中金屬離子的總摩爾濃度為0.01~0.1mol/L；向調節濃度后的混合溶液A中加入乙二胺四乙酸，形成溶液B，其中，Mn源和乙二胺四乙酸的摩爾比為1:2~8；按照先鋇源再鐵源的順序向溶液B中加入鋇源和鐵源，形成溶液C，其中，Mn、Ba和Fe的摩爾比為1：2.5：30，調節溶液C的pH值為8～9，形成均勻穩定的透明溶膠，將溶膠制成干凝膠，將干凝膠在水熱釜中發生水熱反應后，將產物離心洗滌，最后將離心洗滌后的物料在馬弗爐中燒結即可，所述燒結方法為：先以5℃/min升溫至300~500℃，保溫1~2h，再以10℃/min升溫至800~1000℃，保溫4~6h。

作為本發明的優選實施例，所述混合溶液A的配制方法為：將Zr源、Mn源、Co源溶于質量分數為56~58%的硝酸溶液中，在60~80℃水浴條件下，不斷攪拌而成，其中，硝酸的量以恰好溶解Zr源、Mn源、Co源為宜；

作為本發明的優選實施例，所述Zr源、Mn源、Co源分別為Zr(OH)₄、MnCO₃、Co₂O₃；

作為本發明的優選實施例，所述鋇源和鐵源分別為Ba(NO₃)₂和Fe(NO₃)₃·9H₂O；

作為本發明的優選實施例，所述調節溶液C的pH值為8～9的方法為：向溶液C中加入重量濃度為20~28%的氨水直至溶液C的pH值為8～9；

作為本發明的優選實施例，所述透明溶膠的制備方法為：將pH值為8～9的溶液C在60~80℃水浴條件下反應5～6h即可；

作為本發明的優選實施例，所述干凝膠的制備方法為：將透明溶膠在100~180℃的烘箱中烘干成褐色蓬松狀的干凝膠；

作為本發明的優選實施例，所述水熱反應的方法為：將干凝膠研磨成粉體后放置在水熱釜中，水熱釜的填充度約為75%，加入蒸餾水，在120~240℃下水熱反應約5~10h，反應結束后自然冷卻至室溫，打開水熱反應釜，將產物離心并洗滌后干燥。