CN106495678A - ZnCo掺杂六角晶系W型钡铁氧体旋磁材料及其制备方法 - Google Patents

ZnCo掺杂六角晶系W型钡铁氧体旋磁材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106495678A
CN106495678A CN201610955501.4A CN201610955501A CN106495678A CN 106495678 A CN106495678 A CN 106495678A CN 201610955501 A CN201610955501 A CN 201610955501A CN 106495678 A CN106495678 A CN 106495678A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hexaplanar
znco
preparation
calcining
ball mill
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610955501.4A
Other languages
English (en)
Inventor
曾千骞
刘颖力
巫崇胜
高黎文
王雨
刘谦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Electronic Science and Technology of China
Original Assignee
University of Electronic Science and Technology of China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Electronic Science and Technology of China filed Critical University of Electronic Science and Technology of China
Priority to CN201610955501.4A priority Critical patent/CN106495678A/zh
Publication of CN106495678A publication Critical patent/CN106495678A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/26—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on ferrites
    • C04B35/2608—Compositions containing one or more ferrites of the group comprising manganese, zinc, nickel, copper or cobalt and one or more ferrites of the group comprising rare earth metals, alkali metals, alkaline earth metals or lead
    • C04B35/2633—Compositions containing one or more ferrites of the group comprising manganese, zinc, nickel, copper or cobalt and one or more ferrites of the group comprising rare earth metals, alkali metals, alkaline earth metals or lead containing barium, strontium or calcium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/26—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on ferrites
    • C04B35/265—Compositions containing one or more ferrites of the group comprising manganese or zinc and one or more ferrites of the group comprising nickel, copper or cobalt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/62605—Treating the starting powders individually or as mixtures
    • C04B35/6261—Milling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/64—Burning or sintering processes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/10—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites, e.g. [(Ba,Sr)O(Fe2O3)6] ferrites with hexagonal structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/34—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites
    • H01F1/342—Oxides
    • H01F1/344—Ferrites, e.g. having a cubic spinel structure (X2+O)(Y23+O3), e.g. magnetite Fe3O4
    • H01F1/348—Hexaferrites with decreased hardness or anisotropy, i.e. with increased permeability in the microwave (GHz) range, e.g. having a hexagonal crystallographic structure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
    • C04B2235/3215—Barium oxides or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/327—Iron group oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
    • C04B2235/3275—Cobalt oxides, cobaltates or cobaltites or oxide forming salts thereof, e.g. bismuth cobaltate, zinc cobaltite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3284—Zinc oxides, zincates, cadmium oxides, cadmiates, mercury oxides, mercurates or oxide forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/65—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes
    • C04B2235/656—Aspects relating to heat treatments of ceramic bodies such as green ceramics or pre-sintered ceramics, e.g. burning, sintering or melting processes characterised by specific heating conditions during heat treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74—Physical characteristics
    • C04B2235/76—Crystal structural characteristics, e.g. symmetry
    • C04B2235/767—Hexagonal symmetry, e.g. beta-Si3N4, beta-Sialon, alpha-SiC or hexa-ferrites

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)
  • Compounds Of Iron (AREA)

Abstract

本发明提供一种ZnCo掺杂六角晶系W型钡铁氧体旋磁材料及其制备方法，材料的化学式为Ba(Zn1‑xCOx)2Fe16O27，制备方法包括步骤：选用BaCO3，ZnO，Co2O3和Fe2O3作为原材料，根据Ba(Zn1‑xCOx)2Fe16O27进行计算称量各原材料组分；将总的原材料：球磨机的小球：球磨机的大球：水进行第一次研磨，预烧，将煅烧料：球磨机的小球：球磨机的大球：水进行第二次研磨，将研磨后的混合物烘干，加入胶水，研磨成小颗粒，并将小颗粒压成样环或样片供测量用；将成型后的环和片升温，在空气炉内保温密闭煅烧，样品得以制成，本发明采用改良过的传统氧化物法制作六角晶系W型钡铁氧体材料，方法稳定机械，较溶胶凝胶法更适用于大型的工业生产与推广，得到稳定的样品旋磁特征。

Description

ZnCo掺杂六角晶系W型钡铁氧体旋磁材料及其制备方法
技术领域
本发明属于微波与毫米波磁性材料技术领域，尤其是一种ZnCo掺杂六角晶系W型钡铁氧体旋磁材料及其制备方法。
背景技术
近十几年，磁性陶瓷材料广泛的应用在微波旋磁器件产品当中，例如环行器，隔离器，移相器。为了实现微波旋磁应用，必须要施加直流偏置磁场，导致器件的体积增加、可靠性降低，对于频率更高的毫米波频器件来说如果采用传统的旋磁材料则需要施加极强的偏置磁场，使器件的体积进一步增加。这与器件小型平面化的发展趋势相矛盾。自偏置环行器和隔离器是解决这种问题的途径之一。普通的尖晶石和石榴石型铁氧体已经不能满足要求，而六角晶系的钡铁氧体，具有较高的饱和磁化强度，剩磁和磁晶各向异性场，更适用于环行器与隔离器当中。
现有的铁氧体技术中，W型铁氧体的研制还处于发展阶段。存在以下问题：1.如今国内外现有的制作W型钡铁氧体技术中，以溶胶凝胶法为主，辅以化学共沉淀法。这些方法所得样品有颗粒均匀致密等特点，但始终难以在工业上批量生产。2.纯Zn掺杂或者少量ZnCo调节的钡铁氧体可以运用在低频段的微波产品当中，但是饱和磁化强度和剩磁还处于略低状态。且存在自身损耗过大的问题。
发明内容
本发明的目的就是在于解决上述铁氧体技术的不足，用改良的传统的氧化物法研制一种CoZn互调的六角晶系W型钡铁氧体旋磁材料，经济实惠更便于工业批量生产与普及，且达到好的饱和磁化强度与剩磁，拥有更低的磁损耗。
为实现上述发明目的，本发明提供一种ZnCo掺杂六角晶系W型钡铁氧体旋磁材料，材料的化学式为Ba(Zn1-xCOx)2Fe16O27，其中x＝0.25，0.30，0.40。
为实现上述发明目的，本发明还提供一种ZnCo掺杂六角晶系W型钡铁氧体旋磁材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)选用纯度为化学纯或者分析纯的BaCO3，ZnO，Co2O3和Fe2O3作为原材料，根据Ba(Zn1-xCOx)2Fe16O27中的x进行计算并准确称量各原材料组分；
(2)将上述各组分按照总的原材料：球磨机的小球：球磨机的大球：水为1：(2-3)：(1-5)：(1-10)的质量比放入研磨装置中进行第一次研磨，时间为4-24小时，转速为200-500转/分钟；
(3)预烧：将上述研磨后的混合物在100-120℃下烘干并过40-200目的细筛后，按1-4℃/min的升温速率升温至1100℃，在空气炉内以1100℃-1200℃的温度保温1-4小时密闭煅烧，然后随炉冷却至室温；
(4)上述煅烧后得到煅烧料，将煅烧料：球磨机的小球：球磨机的大球：水为1：(2-3)：(1-5)：(1-10)的质量比进行第二次研磨4-24小时，球磨机转速为200-500转/分钟；
(5)将研磨后的混合物在100-120℃下烘干，加入胶水，在研钵内研磨成小颗粒，小颗粒的直径为80目与100目筛之间，并将小颗粒压成样环或样片供测量用；
(6)将成型后的环和片放在氧化锆锆板上按2℃/min的升温速率升温至1100°，在空气炉内以1100-1150℃保温3-6小时密闭煅烧，然后随炉冷却至室温，样品得以制成，并测试其性能。
作为优选方式，所述步骤(5)中，将小颗粒在8*107-12*107Pa的压力下压成内径7.05mm、外径16.35mm、厚度1-3mm的样环，或直径为16.35mm、厚度1-3mm的样片供测量用。
作为优选方式，步骤(2)和步骤(4)中煅烧料：球磨机的小球：球磨机的大球：水的质量比为1：3：5：2。
作为优选方式，两次研磨的研磨时间为12h。
作为优选方式，两次研磨的球磨机转速为400r/min。
作为优选方式，步骤(3)中将上述研磨后的混合物在100-120℃下烘干并过100目的细筛。
作为优选方式，所述步骤(3)中在空气炉内以1200℃的温度保温2小时密闭煅烧。
作为优选方式，步骤(6)将成型后的环和片在空气炉内以1115℃保温4小时密闭煅烧。
作为优选方式，步骤(6)将成型后的环和片在空气炉内以1135℃保温4小时密闭煅烧。
本发明采用改良过的传统氧化物法制作六角晶系W型钡铁氧体旋磁材料，方法稳定机械，较溶胶凝胶法更适用于大型的工业生产与推广，有益效果如下：1.一磨和二磨时增加了球水配比，在200转/分钟的基础上逐步加到500转/分钟，使原料能够更好的混合与反应。2.预烧前的过100目筛增加了筛的目数，烧结前控制造粒的大小在80目与100目之间，使得样品在预烧与烧结这一个步骤中能够更均匀的受热，成品更加致密。3.提高预烧温度，高达1200℃保温2小时，促使晶粒快速长大成型，得到平均2μm的最终颗粒大小，结合1100-1150℃的烧结温度，得到稳定的样品旋磁特征。
在其他工艺参数保持不变，某一工艺参数变化制备出来的材料性能结果比较如下表所示：
从上表可看出，比较优良并且切合实际的参数是煅烧料：球磨机的小球：球磨机的大球：水的质量比为1：3：5：2，研磨时间为12h，球磨机转速为400r/min，预烧后过100目的筛，预烧温度为1200℃保温2h。
附图说明
图1是材料化学式x＝0.25、步骤(6)中将样品在空气炉内以1115℃保温4小时密闭煅烧后样品的SEM图像。
图2是材料化学式x＝0.3、步骤(6)中将样品在空气炉内以1115℃保温4小时密闭煅烧后样品的SEM图像。
图3是材料化学式x＝0.4、步骤(6)中将样品在空气炉内以1115℃保温4小时密闭煅烧后样品的SEM图像。
图4是材料化学式x＝0.25、步骤(6)中将样品在空气炉内以1135℃保温4小时密闭煅烧后样品的SEM图像。
图5是材料化学式x＝0.3、步骤(6)中将样品在空气炉内以1135℃保温4小时密闭煅烧后样品的SEM图像。
图6是材料化学式x＝0.4、步骤(6)中将样品在空气炉内以1135℃保温4小时密闭煅烧后样品的SEM图像。
图7是材料化学式x＝0.25、0.3、0.4，步骤(6)中将样品在空气炉内以1115℃保温4小时密闭煅烧后各掺杂样品的磁滞回线。
图8是材料化学式x＝0.25、0.3、0.4，步骤(6)中将样品在空气炉内以1135℃保温4小时密闭煅烧后各掺杂样品的磁滞回线。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
实施例1
一种ZnCo掺杂六角晶系W型钡铁氧体旋磁材料，材料的化学式为Ba(Zn1-xCOx)2Fe16O27，其中x＝0.25，0.30，0.40。
所述的ZnCo掺杂六角晶系W型钡铁氧体旋磁材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)选用纯度为化学纯或者分析纯的BaCO3，ZnO，Co2O3和Fe2O3作为原材料，根据Ba(Zn1-xCOx)2Fe16O27中的x进行计算并准确称量各原材料组分；
(2)将上述各组分按照总的原材料：球磨机的小球：球磨机的大球：水为1：2：1：1的质量比放入研磨装置中进行第一次研磨，时间为4小时，转速为200转/分钟；
(3)预烧：将上述研磨后的混合物在100℃下烘干并过40目的细筛后，按1℃/min的升温速率升温至1100℃，在空气炉内以1100℃的温度保温1小时密闭煅烧，然后随炉冷却至室温；
(4)上述煅烧后得到煅烧料，将煅烧料：球磨机的小球：球磨机的大球：水为1：2：1：1的质量比进行第二次研磨4小时，球磨机转速为200转/分钟；
(5)将研磨后的混合物在100℃下烘干，加入胶水，在研钵内研磨成小颗粒，小颗粒的直径为80目与100目筛之间，将小颗粒在8*107-12*107Pa的压力下压成内径7.05mm、外径16.35mm、厚度1-3mm的样环，或直径为16.35mm、厚度1-3mm的样片供测量用。
(6)将成型后的环和片放在氧化锆锆板上按2℃/min的升温速率升温至1100°，在空气炉内以1100℃保温3小时密闭煅烧，然后随炉冷却至室温，样品得以制成，并测试其性能。
实施例2
一种ZnCo掺杂六角晶系W型钡铁氧体旋磁材料，材料的化学式为Ba(Zn1-xCOx)2Fe16O27，其中x＝0.25，0.30，0.40。
所述的ZnCo掺杂六角晶系W型钡铁氧体旋磁材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)选用纯度为化学纯或者分析纯的BaCO3，ZnO，Co2O3和Fe2O3作为原材料，根据Ba(Zn1-xCOx)2Fe16O27中的x进行计算并准确称量各原材料组分；
(2)将上述各组分按照总的原材料：球磨机的小球：球磨机的大球：水为1：3：5：10的质量比放入研磨装置中进行第一次研磨，时间为24小时，转速为500转/分钟；
(3)预烧：将上述研磨后的混合物在120℃下烘干并过200目的细筛后，按4℃/min的升温速率升温至1100℃，在空气炉内以1200℃的温度保温4小时密闭煅烧，然后随炉冷却至室温；
(4)上述煅烧后得到煅烧料，将煅烧料：球磨机的小球：球磨机的大球：水为1：3：5：10的质量比进行第二次研磨24小时，球磨机转速为500转/分钟；
(5)将研磨后的混合物在120℃下烘干，加入胶水，在研钵内研磨成小颗粒，小颗粒的直径为80目与100目筛之间，将小颗粒在8*107-12*107Pa的压力下压成内径7.05mm、外径16.35mm、厚度1-3mm的样环，或直径为16.35mm、厚度1-3mm的样片供测量用。
(6)将成型后的环和片放在氧化锆锆板上按2℃/min的升温速率升温至1100°，在空气炉内以1150℃保温3-6小时密闭煅烧，然后随炉冷却至室温，样品得以制成，并测试其性能。
实施例3
一种ZnCo掺杂六角晶系W型钡铁氧体旋磁材料，材料的化学式为Ba(Zn1-xCOx)2Fe16O27，其中x＝0.25，0.30，0.40。
所述的ZnCo掺杂六角晶系W型钡铁氧体旋磁材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)选用纯度为化学纯或者分析纯的BaCO3，ZnO，Co2O3和Fe2O3作为原材料，根据Ba(Zn1-xCOx)2Fe16O27中的x进行计算并准确称量各原材料组分；
(2)将上述各组分按照总的原材料：球磨机的小球：球磨机的大球：水为1：2.5：3：5的质量比放入研磨装置中进行第一次研磨，时间为14小时，转速为350转/分钟；
(3)预烧：将上述研磨后的混合物在110℃下烘干并过80目的细筛后，按2℃/min的升温速率升温至1100℃，在空气炉内以1150℃的温度保温2小时密闭煅烧，然后随炉冷却至室温；
(4)上述煅烧后得到煅烧料，将煅烧料：球磨机的小球：球磨机的大球：水为1：2.5：3：5的质量比进行第二次研磨14小时，球磨机转速为350转/分钟；
(5)将研磨后的混合物在110℃下烘干，加入胶水，在研钵内研磨成小颗粒，小颗粒的直径为80目与100目筛之间，将小颗粒在8*107-12*107Pa的压力下压成内径7.05mm、外径16.35mm、厚度1-3mm的样环，或直径为16.35mm、厚度1-3mm的样片供测量用。
(6)将成型后的环和片放在氧化锆锆板上按2℃/min的升温速率升温至1100°，在空气炉内以1120℃保温4小时密闭煅烧，然后随炉冷却至室温，样品得以制成，并测试其性能。
实施例4
一种ZnCo掺杂六角晶系W型钡铁氧体旋磁材料，材料的化学式为Ba(Zn1-xCOx)2Fe16O27，其中x＝0.25，0.30，0.40。
所述的ZnCo掺杂六角晶系W型钡铁氧体旋磁材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)选用纯度为化学纯或者分析纯的BaCO3，ZnO，Co2O3和Fe2O3作为原材料，根据Ba(Zn1-xCOx)2Fe16O27中的x进行计算并准确称量各原材料组分；
(2)将上述各组分按照总的原材料：球磨机的小球：球磨机的大球：水为1：3：5：2的质量比放入研磨装置中进行第一次研磨，时间为12小时，转速为400转/分钟；
(3)预烧：将上述研磨后的混合物在100-120℃下烘干并过100目的细筛后，按1-4℃/min的升温速率升温至1200℃，在空气炉内以1200℃的温度保温2小时密闭煅烧，然后随炉冷却至室温；
(4)上述煅烧后得到煅烧料，将煅烧料：球磨机的小球：球磨机的大球：水为1：3：5：2的质量比进行第二次研磨12小时，球磨机转速为400转/分钟；
(5)将研磨后的混合物在110℃下烘干，加入胶水，在研钵内研磨成小颗粒，小颗粒的直径为80目与100目筛之间，将小颗粒在8*107-12*107Pa的压力下压成内径7.05mm、外径16.35mm、厚度1-3mm的样环，或直径为16.35mm、厚度1-3mm的样片供测量用。
(6)将成型后的环和片放在氧化锆锆板上按2℃/min的升温速率升温至1100°，在空气炉内以1115℃保温4小时密闭煅烧，然后随炉冷却至室温，样品得以制成，并测试其性能。
实施例5
一种ZnCo掺杂六角晶系W型钡铁氧体旋磁材料，材料的化学式为Ba(Zn1-xCOx)2Fe16O27，其中x＝0.25，0.30，0.40。
所述的ZnCo掺杂六角晶系W型钡铁氧体旋磁材料的制备方法，包括以下步骤：
(1)选用纯度为化学纯或者分析纯的BaCO3，ZnO，Co2O3和Fe2O3作为原材料，根据Ba(Zn1-xCOx)2Fe16O27中的x进行计算并准确称量各原材料组分；
(2)将上述各组分按照总的原材料：球磨机的小球：球磨机的大球：水为1：3：5：2的质量比放入研磨装置中进行第一次研磨，时间为12小时，转速为400转/分钟；
(3)预烧：将上述研磨后的混合物在100-120℃下烘干并过100目的细筛后，按1-4℃/min的升温速率升温至1200℃，在空气炉内以1200℃的温度保温2小时密闭煅烧，然后随炉冷却至室温；
(4)上述煅烧后得到煅烧料，将煅烧料：球磨机的小球：球磨机的大球：水为1：3：5：2的质量比进行第二次研磨12小时，球磨机转速为400转/分钟；
(5)将研磨后的混合物在100-120℃下烘干，加入胶水，在研钵内研磨成小颗粒，小颗粒的直径为80目与100目筛之间，将小颗粒在8*107-12*107Pa的压力下压成内径7.05mm、外径16.35mm、厚度1-3mm的样环，或直径为16.35mm、厚度1-3mm的样片供测量用。
(6)将成型后的环和片放在氧化锆锆板上按2℃/min的升温速率升温至1100°，在空气炉内以1135℃保温4小时密闭煅烧，然后随炉冷却至室温，样品得以制成，并测试其性能。
性能分析
图1-6是x＝0.25，0.30，0.40在1115℃与1135℃烧结4h后样品的SEM图像，从图中可看出，1115℃与1135℃的烧结都呈现出了六角晶体状态，晶粒明显增大，且气孔减少，这进一步的验证了工艺中细化颗粒的大小能够有效提高材料的致密度和均匀性。1115℃烧结的晶体更平整，晶粒更大。但是，掺杂的多少对晶粒表面结构的影响不大。
图7-8是材料化学式x＝0.25、0.3、0.4，步骤(6)中将样品在空气炉内以1115℃、1135℃保温4小时密闭煅烧后各掺杂样品的磁滞回线。
下表是不同的掺杂浓度在1115℃烧结的磁性能分析：
Ba(Zn1-xCOx)2Fe16O27 Hc(Oe) 4πMs Mr/Ms
X＝0.25 1692.920027 3523.481097 48.87％
X＝0.30 1398.807081 3395.034913 44.42％
X＝0.40 1096.47291 3983.658986 41.07％
下表是不同的掺杂浓度在1135℃烧结的磁性能分析：
Ba(Zn1-xCOx)2Fe16O27 Hc(Oe) 4πMs Mr/Ms
X＝0.25 1495.000814 3388.242662 46.08％
X＝0.30 1273.29153 2789.304535 44.87％
X＝0.40 965.2320401 3911.590342 38.03％
由上面的图表可知，当x＝0.4时，饱和磁化强度达到了最高值，4πMs在1115℃与1135℃烧结下超过了3000G，但其剩磁并不高。整体趋向于软磁特性。对于x＝0.3的样品来说，无论是在1115℃还是1135℃，都有着较高的饱和磁化强度和剩余磁化强度，用此来做为硬磁或者旋磁器件的材料，是最好的选择。矩形比相对也比较高。对于x＝0.25的样品，饱和磁化强度在1115℃时烧结要比1135℃时烧结要高出近乎四分之一。以此证明，烧结温度的改变，在一定程度上是可以影响饱和磁化强度的。而在1115℃烧结时，4πMs高达3523.48G，剩磁达1692.92Oe,矩形比接近百分之五十。
综上所述，x＝0.25在1115℃烧结得到高饱和磁化强度，高剩磁，高矩形比，且磁损耗低，更好的运用在微波器件当中。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种ZnCo掺杂六角晶系W型钡铁氧体旋磁材料，其特征在于：材料的化学式为Ba(Zn1-xCOx)2Fe16O27，其中x＝0.25，0.30，0.40。
2.根据权利要求1所述的ZnCo掺杂六角晶系W型钡铁氧体旋磁材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)选用纯度为化学纯或者分析纯的BaCO3，ZnO，Co2O3和Fe2O3作为原材料，根据Ba(Zn1- xCOx)2Fe16O27中的x进行计算并准确称量各原材料组分；
(2)将上述各组分按照总的原材料：球磨机的小球：球磨机的大球：水为1：(2-3)：(1-5)：(1-10)的质量比放入研磨装置中进行第一次研磨，时间为4-24小时，转速为200-500转/分钟；
(3)预烧：将上述研磨后的混合物在100-120℃下烘干并过40-200目的细筛后，按1-4℃/min的升温速率升温至1100℃，在空气炉内以1100℃-1200℃的温度保温1-4小时密闭煅烧，然后随炉冷却至室温；
(4)上述煅烧后得到煅烧料，将煅烧料：球磨机的小球：球磨机的大球：水为1：(2-3)：(1-5)：(1-10)的质量比进行第二次研磨4-24小时，球磨机转速为200-500转/分钟；
(5)将研磨后的混合物在100-120℃下烘干，加入胶水，在研钵内研磨成小颗粒，小颗粒的直径为80目与100目筛之间，并将小颗粒压成样环或样片供测量用；
(6)将成型后的环和片放在氧化锆锆板上按2℃/min的升温速率升温至1100°，在空气炉内以1100-1150℃保温3-6小时密闭煅烧，然后随炉冷却至室温，样品得以制成，并测试其性能。
3.根据权利要求2所述的ZnCo掺杂六角晶系W型钡铁氧体旋磁材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(5)中，将小颗粒在8*107-12*107Pa的压力下压成内径7.05mm、外径16.35mm、厚度1-3mm的样环，或直径为16.35mm、厚度1-3mm的样片供测量用。
4.根据权利要求2所述的ZnCo掺杂六角晶系W型钡铁氧体旋磁材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)和步骤(4)中煅烧料：球磨机的小球：球磨机的大球：水的质量比为1：3：5：2。
5.根据权利要求2所述的ZnCo掺杂六角晶系W型钡铁氧体旋磁材料的制备方法，其特征在于：两次研磨的研磨时间为12h。
6.根据权利要求2所述的ZnCo掺杂六角晶系W型钡铁氧体旋磁材料的制备方法，其特征在于：两次研磨的球磨机转速为400r/min。
7.根据权利要求1所述的ZnCo掺杂六角晶系W型钡铁氧体旋磁材料的制备方法，其特征在于：步骤(3)中将上述研磨后的混合物在100-120℃下烘干并过100目的细筛。
8.根据权利要求1所述的ZnCo掺杂六角晶系W型钡铁氧体旋磁材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中在空气炉内以1200℃的温度保温2小时密闭煅烧。
9.根据权利要求2所述的ZnCo掺杂六角晶系W型钡铁氧体旋磁材料的制备方法，其特征在于：步骤(6)将成型后的环和片在空气炉内以1115℃保温4小时密闭煅烧。
10.根据权利要求2所述的ZnCo掺杂六角晶系W型钡铁氧体旋磁材料的制备方法，其特征在于：步骤(6)将成型后的环和片在空气炉内以1135℃保温4小时密闭煅烧。
CN201610955501.4A 2016-10-25 2016-10-25 ZnCo掺杂六角晶系W型钡铁氧体旋磁材料及其制备方法 Pending CN106495678A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610955501.4A CN106495678A (zh) 2016-10-25 2016-10-25 ZnCo掺杂六角晶系W型钡铁氧体旋磁材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610955501.4A CN106495678A (zh) 2016-10-25 2016-10-25 ZnCo掺杂六角晶系W型钡铁氧体旋磁材料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN106495678A true CN106495678A (zh) 2017-03-15

Family

ID=58321264

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610955501.4A Pending CN106495678A (zh) 2016-10-25 2016-10-25 ZnCo掺杂六角晶系W型钡铁氧体旋磁材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106495678A (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107365135A (zh) * 2017-07-21 2017-11-21 无锡博轩电磁材料科技有限公司 W型钡铁氧体/羰基铁复合吸波硅胶片及其制备方法
CN107564656A (zh) * 2017-07-21 2018-01-09 无锡博轩电磁材料科技有限公司 一种微波铁氧体复合材料及其制备工艺
CN110563454A (zh) * 2019-10-12 2019-12-13 合肥工业大学 一种过量锌掺杂的铁氧体固废基电磁波吸收材料的制备方法
CN111170732A (zh) * 2020-01-22 2020-05-19 电子科技大学 铟离子掺杂六角晶系m型钡铁氧体旋磁材料及制备方法
CN114409391A (zh) * 2021-12-30 2022-04-29 杭州电子科技大学 一种高价态Ta掺杂W型钡铁氧体吸波材料的制备方法
CN114899618A (zh) * 2022-05-09 2022-08-12 安徽璜峪电磁技术有限公司 一种P波段内700MHz5G基站用吸波贴片及制备方法
CN116178001A (zh) * 2021-11-29 2023-05-30 横店集团东磁股份有限公司 W型钡钴铁氧体材料及其制备方法和应用

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103922716A (zh) * 2013-10-29 2014-07-16 天津大学 锌掺杂w型钡铁氧体的复合吸波材料及其制备方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103922716A (zh) * 2013-10-29 2014-07-16 天津大学 锌掺杂w型钡铁氧体的复合吸波材料及其制备方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Z. W. LI ET AL.: "Resonancelike dispersion for W-type barium ferrite composites with c-axis anisotropy", 《JOURNAL OF APPLIED PHYSICS》 *
ZHIJUAN SU ET AL.: "Crystallographically textured self-biased W-type hexaferrites for X-band", 《JOURNAL OF APPLIED PHYSICS》 *
刘静等: "立磨机细磨锶铁氧体预烧料试验", 《现代矿业》 *
周婷等: "球磨工艺对钡铁氧体浆料粒径和磁性能的影响", 《中国粉体技术》 *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107365135A (zh) * 2017-07-21 2017-11-21 无锡博轩电磁材料科技有限公司 W型钡铁氧体/羰基铁复合吸波硅胶片及其制备方法
CN107564656A (zh) * 2017-07-21 2018-01-09 无锡博轩电磁材料科技有限公司 一种微波铁氧体复合材料及其制备工艺
CN110563454A (zh) * 2019-10-12 2019-12-13 合肥工业大学 一种过量锌掺杂的铁氧体固废基电磁波吸收材料的制备方法
CN111170732A (zh) * 2020-01-22 2020-05-19 电子科技大学 铟离子掺杂六角晶系m型钡铁氧体旋磁材料及制备方法
CN116178001A (zh) * 2021-11-29 2023-05-30 横店集团东磁股份有限公司 W型钡钴铁氧体材料及其制备方法和应用
CN114409391A (zh) * 2021-12-30 2022-04-29 杭州电子科技大学 一种高价态Ta掺杂W型钡铁氧体吸波材料的制备方法
CN114409391B (zh) * 2021-12-30 2023-02-24 杭州电子科技大学 一种高价态Ta掺杂W型钡铁氧体吸波材料的制备方法
CN114899618A (zh) * 2022-05-09 2022-08-12 安徽璜峪电磁技术有限公司 一种P波段内700MHz5G基站用吸波贴片及制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106495678A (zh) ZnCo掺杂六角晶系W型钡铁氧体旋磁材料及其制备方法
CN104261811B (zh) 一种高性能永磁铁氧体及其制造方法
CN104230323B (zh) M型钙镧钴永磁铁氧体及其制备方法
CN102603278B (zh) 一种起始磁导率为120的抗应力镍锌铁氧体及其制备方法
CN104529423B (zh) 一种低温度因数抗应力镍锌铁氧体及其制备方法
CN104230326B (zh) M型钙永磁铁氧体的制备方法
EP3473606B1 (en) Ferrite sintered magnet
CN105669181B (zh) 一种致密的小晶粒yig陶瓷的制备方法
CN104446421A (zh) 一种高磁导率镍锌软磁铁氧体材料及制备方法
JP2021011421A (ja) 低損失ガーネットフェライト材料の調製方法
CN104230325A (zh) 制备永磁铁氧体预烧料的方法及永磁铁氧体的制备方法
CN106518038B (zh) 多元掺杂yig材料及其制备方法
CN104496457A (zh) 一种含稀土的永磁铁氧体及其制造方法
CN106365626A (zh) 一种干压异性铁氧体的制造方法
CN110105063A (zh) 一种5g通信用自旋铁氧体材料及其制备方法
CN110156453A (zh) 一种高功率稀土钇铁石榴石复合铁氧体材料的制备方法
CN103880408A (zh) 一种高性能高致密化移相器用锂铁氧体材料及其制备方法
CN104230322A (zh) M型钙永磁铁氧体及其制备方法
CN104230321A (zh) M型钙永磁铁氧体及其制备方法
CN112194482B (zh) 一种超低损耗的宽温功率MnZn铁氧体、制备方法及其5G通讯领域应用
CN105777097A (zh) 一种提高yig靶材纯度和增大饱和磁化强度的制备方法
CN105330279A (zh) 一种宽频软磁铁氧体磁芯材料的制备方法
CN104129980A (zh) 一种低烧结温度软磁铁氧体材料及其制备方法
CN113735574A (zh) 一种超高Bs低损耗锰锌铁氧体材料及其制备方法
CN113845359A (zh) 一种低损耗LiZnTiMn旋磁铁氧体材料及制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20170315