微波輔助球磨制備CoFe2O4納米粉末的工藝研究.pdf

1、鈷鐵氧體是一種優(yōu)秀的永磁材料，具有高磁飽和強度和各向異性，化學性能穩(wěn)定且耐腐蝕耐磨損等諸多優(yōu)點。但是其制備過程往往比較復雜，容易引入雜質，并且最終產物的性能也難以保證。本文以小球為磨球，分別以CoC2O4·4H2O、2CoCO3·3Co(OH)2·H2O、Co2O3為原料，進行了微波輔助球磨和無微波輔助球磨，以研究在鈷鐵氧體制備過程中微波所起的作用;研究了磨球材質、球料比、原材料等工藝參數對微波輔助球磨制備鈷鐵氧體粉末過程及所生成產物性

2、能的影響。本文的主要研究結果如下:
　　 1.研究表明，以CoC2O4·4H2O(20g)為原料，以小鐵球(1000g)為磨球提供Fe來源，通過60h的微波輔助球磨，能夠在低溫的條件下得到粒徑為40.07nm，飽和磁化強度為52.05emu/g的橢球狀CoFe2O4。通過60h的無微波輔助球磨，溶液中只生成了部分CoFe2O4并伴隨了大量殘余的CoC2O4。以化學計量比的CoC2O4·4H2O+Fe粉末混合物(20g)為原料，小

3、不銹鋼球(1000g，(φ)=1.0-1.5mm)為磨球，微波輔助球磨40h，直接得到平均粒徑為33.68nm、磁飽和強度為82.09emu/g的CoFe2O4，飽和磁化強度高于大多數文獻中報道的鈷鐵氧體飽和磁化強度。通過對比我們可以發(fā)現(xiàn)使用小鋼球為磨球時，能夠更快的制備出鈷鐵氧體粉末，并且所制得的鈷鐵氧體粉末具有更小的粒徑和更好的磁性能。
　　 2.基于前面的研究，以小鋼球為磨球，以化學計量比的堿式碳酸鈷和鐵粉為原料，進一步研

4、究不同的球料比對鈷鐵氧體制備過程及生成產物性能的影響。結果表明:以化學計量比的2CoCO3·3Co(OH)2·H2O+Fe粉末(30g)為原料，以小不銹鋼球(1000g)為磨球（球料比為100∶3），通過50h的微波輔助球磨，生成的產物為CoFe2O4和Co3CO4的混合物，不能得到純凈的CoFe2O4;以化學計量比2CoCO3·3Co(OH)2·H2O+Fe粉末(20g)為原料;小不銹鋼球(1000g)為磨球（球料比為50∶1），經過

5、12h的微波輔助球磨后，生成了中間產物CoCO3、Co(OH)2和Fe(OH)2·H2O0.25，球磨48h后中間產物全部轉換為CoFe2O4，所制得的鈷鐵氧體粉末平均粒徑為30.26nm，磁飽和強度為62.07emu/g。
　　 3.最后進行了以小鋼球為磨球，化學計量比的Co2O3+Fe粉末混合物為原料制備納米鈷鐵氧體粉末的研究。并且對相同工藝條件下，使用不同原料制備納米鈷鐵氧體粉末的過程及生成產物的性能進行了對比分析。結果表

6、明:以化學計量比的Co2O3+Fe粉末混合物(20g)為原料，小不銹鋼球(1000g)為磨球（球料比為50∶1），微波輔助球磨48h，直接得到CoFe2O4粉末，但是所得到的CoFe2O4晶體結構并不完善，所制得的鈷鐵氧體粉末平均粒徑為34.37nm，磁飽和強度為33.75emu/g。通過對比我們可以發(fā)現(xiàn)，使用Co2O3+Fe為原料時能夠最快的得到純凈的鈷鐵氧體，而使用CoC2O4·4H2O+Fe為原料制得的鈷鐵氧體具有最完善的晶體結構