CN110911080A - 一种基于低熔点金属的磁性功能材料及其制备方法 - Google Patents

一种基于低熔点金属的磁性功能材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110911080A
CN110911080A CN201911251313.3A CN201911251313A CN110911080A CN 110911080 A CN110911080 A CN 110911080A CN 201911251313 A CN201911251313 A CN 201911251313A CN 110911080 A CN110911080 A CN 110911080A
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnetic
melting
functional material
low
point metal
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
CN201911251313.3A
Other languages
English (en)
Inventor
吴清申
李哲
杨泽俊
耿成都
曹义明
康艳茹
刘静
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.)
Yunnan Zhong Xuan Liquidmetal Technologies Inc
Original Assignee
Yunnan Zhong Xuan Liquidmetal Technologies Inc
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 Yunnan Zhong Xuan Liquidmetal Technologies Inc filed Critical Yunnan Zhong Xuan Liquidmetal Technologies Inc
Priority to CN201911251313.3A priority Critical patent/CN110911080A/zh
Publication of CN110911080A publication Critical patent/CN110911080A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • H01F1/44—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of magnetic liquids, e.g. ferrofluids
    • 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
    • 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
    • H01F1/44—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of magnetic liquids, e.g. ferrofluids
    • H01F1/442—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of magnetic liquids, e.g. ferrofluids the magnetic component being a metal or alloy, e.g. Fe
    • 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
    • H01F1/44—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of magnetic liquids, e.g. ferrofluids
    • H01F1/445—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of magnetic liquids, e.g. ferrofluids the magnetic component being a compound, e.g. Fe3O4
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0253—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing permanent magnets

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

本发明提供一种基于低熔点金属的磁性功能材料及其制备方法，所述磁性功能材料以低熔点金属为基载液，所述基载液中分散有微纳米级的磁性材料，所述低熔点金属的熔点在5～300℃之间；所述磁性功能材料为固态、液态或膏状。本发明提供的基于低熔点金属的磁性功能材料直接由低熔点金属与微纳米级的磁性材料在一定温度、压力下进行机械混合制得，无需酸碱溶液的参与，所以材料稳定性好，而且本发明中可加入的磁性材料质量比增大，磁性材料的可利用范围也增大，所得磁性功能材料导磁性增强。本发明的基于低熔点金属的磁性功能材料可为固态或膏状或液态，从而用于不同的使用环境。

Description

一种基于低熔点金属的磁性功能材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及磁性材料领域，更具体地，涉及一种基于低熔点金属的磁性功能材料及其制备方法。
背景技术
磁流体具有液体的流动性，又有固体磁性材料的磁性，是一种新型的功能材料。主要由磁性固体颗粒、基载液、界面活性剂三者混合而成。传统的磁流体材料基液一般是水、有机溶剂、油等，但此类基液较易挥发、变质、燃点低、沸点低，需要保存至密闭的环境中。低熔点液态金属呈流体，且性质相对稳定，一种以液态金属为基液的磁流体材料应运而生，主要以液态金属作为基载液，微米、纳米陶瓷磁性固体颗粒包覆在基载液中。
传统的液态金属磁流体材料是利用包吞效应将磁性单金属颗粒分散进液态金属中，但这种方法需要引入碱性溶液或酸性溶液，与金属容易发生电化学反应，稳定性不好。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种基于低熔点金属的磁性功能材料及其制备方法。
本发明第一目的为提供一种基于低熔点金属的磁性功能材料，以低熔点金属为基载液，所述基载液中分散有微纳米级的磁性材料，所述低熔点金属的熔点在5～300℃之间；所述磁性功能材料为固态、液态或膏状。
本发明提供的基于低熔点金属的磁性功能材料中磁性材料可以是单质金属颗粒也可以是化合物颗粒，磁性材料的可利用范围增大，导磁性增强，又因为无酸碱溶液的使用，材料稳定性较好。而且选用不同熔点的低熔点金属可调节材料的室温状态为固态或膏状或液态，从而使磁性功能材料用于不同的使用环境。例如各种苛刻条件的磁性流体密封、减震、医疗器械、声音调节、光显示、磁流体选矿等领域。
进一步地，所述磁性材料占所述磁性功能材料的5～60wt％。根据磁性材料不同的质量比例可以配置出膏状或流体两种磁性功能材料。
进一步地，所述低熔点金属为镓、铟、锡、锌、铋中的一种或多种。即可以为镓、铟、锡、锌、铋的单质金属，也可以为它们组成的二元合金、三元合金或多元合金。
进一步地，所述磁性材料为铁氧体磁性材料或非铁氧体磁性材料。
进一步地，所述磁性材料为铁氧体磁性材料，所述磁性材料可以为硬磁或软磁，也可以为硬磁和软磁的组合。
进一步优选地，所述铁氧体磁性材料为锰锌铁氧体、镍锌铁氧体、铷铁硼、尖晶石、磁铅石中的一种或多种。更优选为锰锌铁氧体、镍锌铁氧体、铷铁硼中的一种或多种。
进一步地，所述磁性材料为非铁氧体磁性材料，包括但不限于氮化铁、炭化铁、氮化镍、铁、钴、镍。
进一步地，所述磁性材料为铁氧体磁性材料或非铁氧体磁性材料。可以是铁氧体，非铁氧体单独材料，也可以是其中两种或多种。
本发明中所述磁性材料的形状可以是球体、长方体、椭圆体或不规则形状，也可以是空心体，优选为球体。
进一步优选地，所述磁性材料的粒径为纳米级。
本发明中所述磁性功能材料可以放置在空气中，不需要密封保存。
本发明所得磁性功能材料的密度为4～7g/cm3；热导率为14～19W/mK；颜色是亮银色；热膨胀系数为10*10-6～100*10-6/K；表面张力为500～700mN/m；电导率为1*106～6*106S/m。
本发明第二目的为提供上述磁性功能材料的制备方法，包括以下步骤：
将所述低熔点金属与所述微纳米级的磁性材料混合，升高温度200～400℃，控制压力在-1～-0.01MPa，然后机械混合均匀。
本发明的方法不同于传统的液态金属磁流体的制备方法，无需酸、碱液的参与，而是直接用低熔点金属与微纳米级的磁性材料在一定温度、压力下进行机械混合，简化了工艺，而且采用该方法可加入的磁性材料的质量比增大。
在本发明一个优选实施方式中，所述制备方法包括以下步骤：
将所述低熔点金属与所述微纳米级的磁性材料混合，升高温度280～320℃，控制压力在-0.6～-0.4MPa，然后搅拌均匀。
本发明提供的基于低熔点金属的磁性功能材料直接由低熔点金属与微纳米级的磁性材料在一定温度、压力下进行机械混合制得，无需酸碱溶液的参与，所以材料稳定性好，而且本发明中可加入的磁性材料质量比增大，磁性材料的可利用范围也增大，所得磁性功能材料导磁性增强。本发明的基于低熔点金属的磁性功能材料可为固态或膏状或液态，从而用于不同的使用环境。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过正规渠道商购买得到的常规产品。
实施例1
本实施例提供一种基于低熔点金属的磁性功能材料，其制备方法包括以下步骤：
称取金属镓、锡、锌，三者质量百分比为80:14:6，配置成17℃熔点的共晶合金，称取粒径为10微米的锰锌铁氧颗粒，与配置好的低熔点金属混合在一起，同时升温294℃，控制压力在-0.5MPa，启动机械搅拌，先快后慢，使锰锌铁氧颗粒均匀分散在低熔点金属中，配成锰锌铁氧质量百分比例为22％的膏状磁性功能材料。
所得材料为亮银色，经测试其磁化强度大于120emu/g，密度为4.40g/cm3，热导率为16.5W/mK，热膨胀系数为60*10-6/K，表面张力为580mN/m，电导率为3.5*106S/m。
实施例2
本实施例提供一种基于低熔点金属的磁性功能材料，其制备方法包括以下步骤：
称取金属镓、锡、锌，三者质量百分比为80:14:6，配置成17℃熔点的共晶合金，称取粒径为5微米的钕铁硼颗粒，与配置好的低熔点金属混合在一起，同时升温300℃，控制压力在-0.5MPa，启动机械搅拌，先快后慢，使钕铁硼颗粒均匀分散在低熔点金属中，配成质量比例为40％的膏状磁性功能材料(即钕铁硼颗粒占磁性功能材料的40wt％)。
所得材料为亮银色，经测试其磁化强度大于100emu/g，密度为4.80g/cm3，热导率为15.2W/mK，热膨胀系数为45*10-6/K，表面张力为610mN/m，电导率为4.1*106S/m。
实施例3
本实施例提供一种基于低熔点金属的磁性功能材料，其制备方法包括以下步骤：
称取金属镓、铟、锡、锌，四者质量百分比为61:25:13:1，配置成8℃熔点的共晶合金，按5％比例称取粒径为10纳米的锰锌铁氧颗粒和按5％比例称取粒径为5微米的钕铁硼颗粒，与配置好的低熔点金属混合在一起，同时升温294℃，控制压力在-0.5MPa，启动机械搅拌，先快后慢，使钕铁硼颗粒和锰锌铁氧颗粒均匀分散在低熔点金属中，配成质量比例为10％的流体磁性功能材料(即钕铁硼颗粒和锰锌铁氧颗粒的总和占磁性功能材料的10wt％)。
所得材料为亮银色，经测试其磁化强度大于100emu/g，密度为5.30g/cm3，热导率为16.6W/mK，热膨胀系数为30*10-6/K，表面张力为680mN/m，电导率为1.7*106S/m。
实施例4
称取金属镓、锡、锌，三者质量百分比为80:14:6，配置成17℃熔点的共晶合金，称取粒径为10纳米的锰锌铁氧颗粒，与配置好的低熔点金属混合在一起，同时升温294℃，控制压力在-0.5MPa，启动机械搅拌，先快后慢，使锰锌铁氧颗粒均匀分散在低熔点金属中，配成锰锌铁氧质量百分比例为17％的膏状磁性功能材料。
所得材料为亮银色，经测试其磁化强度大于90emu/g，密度为4.28g/cm3，热导率为14.6W/mK，热膨胀系数为55*10-6/K，表面张力为570mN/m，电导率为3.3*106S/m。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种基于低熔点金属的磁性功能材料，其特征在于，以低熔点金属为基载液，所述基载液中分散有微纳米级的磁性材料，所述低熔点金属的熔点在5～300℃之间；所述磁性功能材料为固态、液态或膏状。
2.根据权利要求1所述的磁性功能材料，其特征在于，所述磁性材料占所述磁性功能材料的5～60wt％。
3.根据权利要求1或2所述的磁性功能材料，其特征在于，所述低熔点金属为镓、铟、锡、锌、铋中的一种或多种。
4.根据权利要求1或2所述的磁性功能材料，其特征在于，所述磁性材料为铁氧体磁性材料或非铁氧体磁性材料。
5.根据权利要求4所述的磁性功能材料，其特征在于，所述磁性材料为铁氧体磁性材料，为硬磁和/或软磁。
6.根据权利要求5所述的磁性功能材料，其特征在于，所述铁氧体磁性材料为锰锌铁氧体、镍锌铁氧体、铷铁硼、尖晶石、磁铅石中的一种或多种；优选为锰锌铁氧体、镍锌铁氧体、铷铁硼中的一种或多种。
7.根据权利要求4所述的磁性功能材料，其特征在于，所述磁性材料为非铁氧体磁性材料，包括但不限于氮化铁、炭化铁、氮化镍、铁、钴、镍。
8.根据权利要求1所述的磁性功能材料，其特征在于，所述磁性功能材料的密度为4～7g/cm3；热导率为14～19W/mK；颜色是亮银色；热膨胀系数为10*10-6～100*10-6/K；表面张力为500～700mN/m；电导率为1*106～6*106S/m。
9.权利要求1～8任一项所述磁性功能材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将所述低熔点金属与所述微纳米级的磁性材料混合，升高温度200～400℃，控制压力在-1～-0.01MPa，然后机械混合均匀。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将所述低熔点金属与所述微纳米级的磁性材料混合，升高温度280～320℃，控制压力在-0.6～-0.4MPa，然后搅拌均匀。
CN201911251313.3A 2019-12-09 2019-12-09 一种基于低熔点金属的磁性功能材料及其制备方法 Pending CN110911080A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911251313.3A CN110911080A (zh) 2019-12-09 2019-12-09 一种基于低熔点金属的磁性功能材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911251313.3A CN110911080A (zh) 2019-12-09 2019-12-09 一种基于低熔点金属的磁性功能材料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110911080A true CN110911080A (zh) 2020-03-24

Family

ID=69823566

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911251313.3A Pending CN110911080A (zh) 2019-12-09 2019-12-09 一种基于低熔点金属的磁性功能材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110911080A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113066632A (zh) * 2021-03-25 2021-07-02 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种磁性液态金属粉末及其制备方法和应用
CN115044814A (zh) * 2022-05-20 2022-09-13 同济大学 一种具有磁性的金属基复合材料及其制备方法与应用

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61244004A (ja) * 1985-04-22 1986-10-30 Takeo Nishikawa 磁性流体
US20070063166A1 (en) * 2005-09-16 2007-03-22 Ulicny John C High temperature magnetorheological fluid compositions and devices
CN101418210A (zh) * 2007-10-26 2009-04-29 中国科学院理化技术研究所 一种具有高传热性能的混有颗粒的金属液体的制备方法
CN103212445A (zh) * 2013-04-10 2013-07-24 江南大学 一种合成生物柴油碱性离子液体修饰磁性纳米颗粒催化剂及其制备方法
CN104124031A (zh) * 2013-04-28 2014-10-29 中国科学院理化技术研究所 一种磁纳米金属流体及其制备方法
CN104399378A (zh) * 2014-11-10 2015-03-11 华玉叶 一种导电粉末与单体的分散方法
CN105733350A (zh) * 2016-02-24 2016-07-06 云南科威液态金属谷研发有限公司 一种磁性液态金属打印墨水及其制备方法
CN106158223A (zh) * 2016-07-21 2016-11-23 成都博盈复希科技有限公司 一种磁性液态金属及其制备方法
CN107545973A (zh) * 2017-06-26 2018-01-05 中国科学院理化技术研究所 一种液态金属磁流体及其制备方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61244004A (ja) * 1985-04-22 1986-10-30 Takeo Nishikawa 磁性流体
US20070063166A1 (en) * 2005-09-16 2007-03-22 Ulicny John C High temperature magnetorheological fluid compositions and devices
CN101418210A (zh) * 2007-10-26 2009-04-29 中国科学院理化技术研究所 一种具有高传热性能的混有颗粒的金属液体的制备方法
CN103212445A (zh) * 2013-04-10 2013-07-24 江南大学 一种合成生物柴油碱性离子液体修饰磁性纳米颗粒催化剂及其制备方法
CN104124031A (zh) * 2013-04-28 2014-10-29 中国科学院理化技术研究所 一种磁纳米金属流体及其制备方法
CN104399378A (zh) * 2014-11-10 2015-03-11 华玉叶 一种导电粉末与单体的分散方法
CN105733350A (zh) * 2016-02-24 2016-07-06 云南科威液态金属谷研发有限公司 一种磁性液态金属打印墨水及其制备方法
CN106158223A (zh) * 2016-07-21 2016-11-23 成都博盈复希科技有限公司 一种磁性液态金属及其制备方法
CN107545973A (zh) * 2017-06-26 2018-01-05 中国科学院理化技术研究所 一种液态金属磁流体及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王天琪: "钴基非晶磁性液体制备及性能研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库工程科技I辑》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113066632A (zh) * 2021-03-25 2021-07-02 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种磁性液态金属粉末及其制备方法和应用
CN115044814A (zh) * 2022-05-20 2022-09-13 同济大学 一种具有磁性的金属基复合材料及其制备方法与应用

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9362034B2 (en) Method of preparing core-shell structured nanoparticle having hard-soft magnetic heterostructure
KR100461622B1 (ko) 단결정페라이트미분말
JP5769223B2 (ja) 強磁性粒子粉末及びその製造法、異方性磁石及びボンド磁石
CN110911080A (zh) 一种基于低熔点金属的磁性功能材料及其制备方法
CN104078183B (zh) 近场用电波吸收片材及其制造方法
JP6632702B2 (ja) Ｆｅ−Ｃｏ合金粉末の製造方法
TWI782083B (zh) 軟磁性粉末、軟磁性粉末之製造方法、軟磁性材料暨壓粉磁心之製造方法
JP4860386B2 (ja) ニッケル−鉄合金ナノ粒子の製造方法
KR20010024058A (ko) 자성 유체 및 그 제조방법
CN112384471A (zh) 负热膨胀材料、其制造方法和复合材料
KR102394256B1 (ko) 본드 자석용 페라이트 입자 분말, 본드 자석용 수지 조성물 및 그것들을 사용한 성형체
Yang et al. Metal-based magnetic functional fluids with amorphous particles
JP2017201672A (ja) 磁性粉末の製造方法
JP2008110889A (ja) 酸化鉄粒子の製造方法
JP4104978B2 (ja) 磁気流動学的流体組成物およびその製造方法
US2497268A (en) Permanent magnets and method for the obtention of the same
US5094767A (en) Highly viscous magnetic fluids having nonmagnetic particles
CN113972061B (zh) 一种高分散稳定性磁流变液的制备方法
JP2017028087A (ja) 磁性シート用扁平状軟磁性金属粉末、磁性シート、及び、アンテナコイル
EP0880149B1 (en) Method for manufacturing ferrofluid
US4004917A (en) Acicular metallic powders produced from the organometallic salts
JP2008179841A (ja) ニッケル―鉄―モリブデン合金ナノ粒子の製造方法およびニッケル―鉄―モリブデン合金ナノ粒子
JP2021055188A (ja) 異方性磁性粉末の製造方法
CN113014000B (zh) 一种永磁合金材料电机转子
JP4662061B2 (ja) Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系磁性粒子粉末の製造法及びＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系磁性粒子粉末を含有するボンド磁石用樹脂組成物、ボンド磁石

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200324

RJ01 Rejection of invention patent application after publication