JP2015212416A - コア−シェル−コアナノ粒子系、コア−シェル−コアFeCo/SiO2/MnBiナノ粒子系を調製する方法、およびMnBiナノ粒子とのFeCo/SiO2ナノ粒子のコア−シェル−コアナノ凝集体 - Google Patents
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Abstract
Description
発明の分野
本発明は、中間シリカシェルおよび全体に分散されたマンガンビスマス合金ナノ粒子とともに鉄コバルト合金コアを有するナノ粒子の磁性ナノ凝集体に関する。これらのナノ粒子は、軟磁性MnBiを組合わせ、標準的なネオジム鉄ホウ酸永久磁石材料の代替として、希土類元素を含有しない永久磁石の調製に好適なナノ粒子材料を提供する。
発明者らは、湿式化学合成プロセスから得られるナノ粒子材料を用いて得られる軟磁性および硬磁性材料の両方を調査する研究プログラムを実施している。このように、2013年9月12日に出願された特許文献1は、硬磁性材料の源として、粒子径が5〜200nmであるMnBiナノ粒子を開示する。加えて、2014年4月14日に出願された特許文献2は、軟磁性材料の源として、シリカシェルおよび金属ケイ酸塩界面を有する、200nm未満の鉄コバルトナノ粒子コアを有するコア−シェルナノ粒子を開示する。両方の出願の開示はここにその全体が引用により援用される。
これらおよび他の目的は本発明に従って達成され、その第1の実施形態はコア−シェル−コアナノ粒子を含み、コア−シェル−コアナノ粒子は、鉄コバルト合金を備える超常磁性コアと、超常磁性コアを被覆する二酸化ケイ素の中間シェルと、中間二酸化ケイ素シェル上のマンガンビスマス合金の別のナノ粒子コアと、超常磁性コアと二酸化ケイ素シェルとの間の金属ケイ酸塩界面層とを備え、超常磁性コアの直径は200nm未満である。
上記実施形態のいずれかの局面では、金属ケイ酸塩界面の厚みは0.5〜10nmであってもよく、厚みは、二酸化ケイ素シェルを調製する湿式合成の時間の長さによって制御されてもよい。
この記載を通じて、記載されるすべての範囲は、他に示されなければ、そのすべての範囲およびその部分範囲を含む。
鉄コバルト合金を備える超常磁性コアと、
超常磁性コアを被覆する二酸化ケイ素の中間シェルと、
中間二酸化ケイ素シェル上のMnBiナノ粒子の球形のナノスケール性に基づきコアとも称される、外側マンガンビスマス合金ナノ粒子と、
超常磁性コアと二酸化ケイ素シェルとの間の金属ケイ酸塩界面層とを備え、
超常磁性コアの直径は200nm未満である。
0.489gの水酸化ナトリウム、12.892gの臭化テトラオクチルアンモニウム、10.922gの塩化鉄(II)四水和物、および12.042gの塩化コバルト六水和物を250mLのエタノールに溶解し、アルゴン下に置いた。次に450mLのエタノールに溶解した12.258gの水素化ホウ素ナトリウムの溶液を鉄コバルト混合物に添加した。水素化ホウ素の添加が完了すると、反応混合物を100mLの水で希釈した。次に、生成物であるFeCoナノ粒子を70%水/30%エタノールで洗浄した。
図3のZコントラストTEM画像は、MnBi相がどのようにFeCo/SiO2のあちこちにアイランド状に分布しているかを示す。
Claims (8)
- コア−シェル−コアナノ粒子系であって、
鉄コバルト合金を備える超常磁性コアと、
前記超常磁性コアを被覆する二酸化ケイ素の中間シェルと、
前記中間二酸化ケイ素シェル上のマンガンビスマス合金の外側コアと、
前記超常磁性コアと前記二酸化ケイ素シェルとの間の金属ケイ酸塩界面層とを備え、
前記超常磁性コアの直径は200nm未満である、コア−シェル−コアナノ粒子系。 - 前記外側コアの直径は0.5〜200nmである、請求項1に記載のコア−シェル−コアナノ粒子系。
- 前記金属ケイ酸塩界面層の前記金属ケイ酸塩はケイ酸鉄およびケイ酸コバルトの少なくとも1つを備える、請求項1に記載のコア−シェル−コアナノ粒子系。
- 前記金属ケイ酸塩界面層の厚みは0.5nm〜15nmである、請求項1に記載のコア−シェル−コアナノ粒子系。
- 前記超常磁性コアは鉄コバルト合金からなる、請求項1に記載のコア−シェル−コアナノ粒子系。
- 前記超常磁性コアの直径は2〜75nmである、請求項1に記載のコア−シェル−コアナノ粒子系。
- コア−シェル−コアFeCo/SiO2/MnBiナノ粒子系を調製する方法であって、
共通の溶液から鉄イオンおよびコバルトイオンをともに還元することと、
FeCo合金ナノ粒子を共沈することと、
前記FeCoナノ粒子を還元混合物から単離することと、
前記FeCoナノ粒子上にシリカコーティングを形成してコア−シェルナノ粒子を得ることと、
Mnおよび水素化ホウ素リチウム還元錯体イオンでのBiイオンの還元によりコア−シェルナノ粒子上にMnBi合金ナノ粒子を形成して、前記シリカシェル上にMnBi合金ナノ粒子を得ることとを備える、方法。 - シリカシェル表面に付着したMnBi合金ナノ粒子とのFeCo/SiO2ナノ粒子のコア−シェル−コアナノ凝集体。
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