[發明專利]一種解決磁性納米顆粒在磁性納米復合材料中團聚的方法

在審

• 申請號: 201910576915.X
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN110323056A
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: 孫志剛;張孔斌;何斌;何雄;劉國強;柯亞嬌;趙文俞
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: H01F41/02
• 分類號: H01F41/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明;李丹

本發明公開了一種解決磁性納米顆粒在磁性納米復合材料中團聚的方法，具有單疇結構的磁性納米顆粒與基體粉末混合時，由于磁性納米顆粒間磁力大于重力，磁力的吸引必然會導致磁性納米顆粒之間發生團聚，影響磁性納米復合材料的性能。通過在高于磁性納米顆粒的居里溫度下混合磁性納米顆粒與基體粉末，由于磁性納米顆粒鐵磁性轉變為順磁性，磁力相互作用消失，磁性納米顆粒不再由于磁力作用而團聚，并在該溫度下將混合粉末壓結成塊，從而解決磁性納米顆粒在磁性納米復合材料中團聚的問題。本方法工藝簡單、成本低廉、更有效可行，對解決磁性納米顆粒在磁性納米復合材料中團聚問題具有普遍意義。

技術領域

本發明屬于磁性納米復合材料制備方法技術領域，具體涉及一種解決磁性納米顆粒在磁性納米復合材料中團聚的方法。

背景技術

團聚是指當材料顆粒間的作用力遠大于重力時，此時顆粒的行為已不再受重力的束縛，而在顆粒間作用力的影響下相互靠攏從而發生聚集的現象。磁性納米顆粒是近年來發展迅速且極具應用價值的新型材料，在生物技術、生物醫學、材料科學、工程和環境等領域廣泛應用。特別在磁性復合材料方面，由于單疇的磁性納米顆粒間的磁力大于重力，磁性納米顆粒與基體粉末混合時必然會發生團聚。進而會影響到磁性納米復合材料的力學、熱學、磁學、電學等宏觀性能，因為宏觀尺度上的性能與納米顆粒間相互作用的緊密程度有關，為了獲得優異性能的磁性納米復合材料，避免磁性納米顆粒的團聚是必不可少的先決條件。

目前，解決磁性納米顆粒團聚的問題受到了科研人員的廣泛關注。中國專利CN108872287 A中公布了一種懸浮體系中鐵磁性粉體團聚程度測定方法，發現當鐵磁性粉體顆粒尺寸達到亞微米級或納米級時會發生團聚。中國專利CN101927193 A中公布了一種無團聚亞微米鐵酸鎳磁性載體的制備方法，通過焙燒氧化鋁包覆的亞微米鐵酸鎳前驅體制備無團聚亞微米鐵酸鎳磁性載體。中國專利CN 108421533 A中公布了一種表面修飾的磁性納米顆粒的制備方法，加入氨水使磁性混合溶液呈堿性，通過共沉淀法獲得不團聚的磁性納米顆粒。中國專利CN 107335403 A中公布了一種負載鎳顆粒的磁性核殼納米復合材料的制備方法，將包覆二氧化硅層的磁性核加入混有鎳鹽的酚醛樹脂溶液中再包覆酚醛樹脂層，在惰性環境中焙燒獲得不團聚的負載鎳顆粒的磁性核殼納米復合材料。中國專利CN108102109 A公布了一種磁性納米顆粒聚合物復合材料及其制備方法，通過將Fe₃O₄納米顆粒表面氨基功化處理防止納米顆粒在復合材料中團聚。中國專利CN 108249482 A中公布了一種磁性Fe₂O₃納米顆粒的制備方法及其與納米碳材料復合的方法，通過添加醋酸鈉及十二烷基硫酸鈉等弱堿性溶液使磁性納米顆粒表面吸附陰離子，從而防止磁性納米顆粒在復合材料中團聚。

從目前的研究來看，現有解決磁性納米顆粒在磁性納米復合材料中團聚問題的方法為：通過表面改性、包覆制備不發生團聚的磁性納米顆粒，再將其與基體粉末混合制備磁性納米復合材料。然而該工藝復雜，成本高，制備的磁性納米顆粒的磁性和活化能均有所降低。因此尋找一種工藝簡單、成本低廉、更有效可行的方法來解決磁性納米顆粒在磁性納米復合材料中團聚問題具有重大的意義。

發明內容

基于以上現有技術的不足，本發明針對目前缺乏簡單低廉有效的解決磁性納米顆粒在磁性納米復合材料中團聚問題的方法這個問題，提供一種在高于磁性納米顆粒居里溫度環境中將磁性納米顆粒與基體粉末混合并將混合粉末壓結成塊的方法，可用于解決磁性納米顆粒在磁性納米復合材料中團聚的問題。

為了解決上述技術問題，本發明提供一種解決磁性納米顆粒在磁性納米復合材料中團聚的方法，其特征在于，在高于磁性納米顆粒居里溫度的溫度環境中將磁性納米顆粒與基體粉末混合，維持溫度不變，然后將所得的混合粉末壓結成塊。

作為上述技術方案的改進，其特征在于：所述磁性納米顆粒為單疇結構的單疇磁性納米顆粒。