[發(fā)明專利]采用錳基絡(luò)合陰離子元素試劑配合物（Mn-LAERC）合成鐵磁性錳-鉍納米顆粒及由其形成塊狀MnBi磁體

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610009307.7
• 申請(qǐng)日: 2016-01-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105788840B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·P·羅威;E·M·斯科羅帕塔;Y·弗羅茨恩斯基;J·A·范利羅普
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 豐田自動(dòng)車工程及制造北美公司;馬尼托巴大學(xué)
• 主分類號(hào): H01F41/02
• 分類號(hào): H01F41/02;H01F1/08;H01F1/047;B22F3/14;B22F9/24
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 李英

本發(fā)明涉及采用錳基絡(luò)合陰離子元素試劑配合物(Mn?LAERC)合成鐵磁性錳?鉍納米顆粒及由其形成塊狀MnBi磁體。提供了一種用于合成鐵磁性錳?鉍(MnBi)納米顆粒的方法及所合成的MnBi納米顆粒。該方法采用了基于錳基陰離子元素試劑配合物(Mn?LAERC)的新的試劑。還提供了一種由所合成的MnBi納米顆粒形成塊狀MnBi磁體的方法。該方法包括向該納米顆粒同時(shí)施加高溫和高壓。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及用于合成合金化的、鐵磁性金屬納米顆粒的方法和用于由該合成的納米顆粒形成塊狀磁體的方法。

背景技術(shù)

鐵磁性材料(具有以嚴(yán)格的平行度排列原子的磁偶極子的強(qiáng)烈傾向的材料)對(duì)于大量零售和工業(yè)設(shè)備的運(yùn)行而言是不可缺少的。這類材料強(qiáng)烈響應(yīng)所施加的磁場(chǎng)，且本身還可制備用來(lái)發(fā)射穩(wěn)定的主體磁場(chǎng)。作為應(yīng)用的實(shí)例，大量電子設(shè)備，例如醫(yī)療和科學(xué)診斷設(shè)備、電子數(shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)、以及電子或電磁束轉(zhuǎn)向設(shè)備依賴于鐵磁性材料發(fā)揮作用。特別關(guān)注的是具有鐵磁芯的芯螺線管設(shè)備，例如電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)。

按常規(guī)，鐵磁性材料是主要由固有鐵磁性的元素(例如鐵、鎳、鈷以及某些稀土金屬的組分)構(gòu)成的合金或組合物。由于這些元素相對(duì)高的密度(一般約8g/cm³或500lb/ft³)，采用相當(dāng)大的量的鐵磁性材料的設(shè)備趨于非常重。

機(jī)動(dòng)車輛以多種方式采用鐵磁性材料，特別是在芯螺線管設(shè)備中。這些范圍從相對(duì)小(例如交流發(fā)電機(jī)或操作電動(dòng)窗的電動(dòng)機(jī))到相對(duì)大(例如在混合動(dòng)力車輛或全電動(dòng)車輛的傳動(dòng)系統(tǒng)中)。具有比固有鐵磁性元素的密度低得多的密度的鐵磁性(包括亞鐵磁性)材料或組合物的開(kāi)發(fā)可潛在地減小重量，從而改進(jìn)這類車輛的效率。

在先的公開(kāi)內(nèi)容已經(jīng)顯示了采用新的試劑配合物族來(lái)制備磁性納米顆粒，例如MnBi納米顆粒。由磁性納米顆粒制備塊狀磁體一般包括粘結(jié)、熔化、燒結(jié)或以其它方式將單獨(dú)的納米顆粒彼此附著成為塊體組合物的步驟。實(shí)現(xiàn)以上所述的特定方法可影響塊狀磁體的磁性能。需要由磁性納米顆粒制造塊狀磁體的方法，該磁性納米顆粒增強(qiáng)該塊狀磁體的磁性能。

發(fā)明內(nèi)容

本技術(shù)總體上提供一種用于合成鐵磁性MnBi納米顆粒的方法、所合成的納米顆粒及由該納米顆粒形成塊狀MnBi磁體的方法。

在一方面，公開(kāi)了用于合成MnBi納米顆粒的方法。該方法包括向根據(jù)式I的配合物加入陽(yáng)離子鉍：

Mn⁰·X_y·L_z I，

其中Q⁰是零價(jià)錳，X是氫化物分子，L是腈化合物，y是大于0的整數(shù)或分?jǐn)?shù)值，且z是大于0的整數(shù)或分?jǐn)?shù)值。在一些特定示例中，該氫化物分子是硼氫化鋰和/或該腈化合物是月桂腈。

本教導(dǎo)還公開(kāi)了由前述方法合成的MnBi納米顆粒。

在又一方面，公開(kāi)了由MnBi納米顆粒形成塊狀MnBi磁體的方法。該方法包括向MnBi納米顆粒的樣品同時(shí)施加高熱和高壓的步驟。該MnBi納米顆粒是通過(guò)包括向根據(jù)式I的配合物加入陽(yáng)離子鉍的步驟的方法制備的：

Mn⁰·X_y·L_z I，

其中Q⁰是零價(jià)錳，X是氫化物分子，L是腈化合物，y是大于0的整數(shù)或分?jǐn)?shù)值，且z是大于0的整數(shù)或分?jǐn)?shù)值。在一些特定示例中，該氫化物分子是硼氫化鋰和/或該腈化合物是月桂腈。

附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明

結(jié)合以下附圖，由實(shí)施方案的以下說(shuō)明，本發(fā)明的多個(gè)方面和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯，且更容易理解：

圖1是由所公開(kāi)的方法合成的MnBi納米顆粒的樣品的X射線衍射強(qiáng)度圖；

圖2是圖1的MnBi的納米顆粒的磁滯回線；